ベルト駆動装置及び像加熱装置
【課題】外部加熱ベルト１０５の幅方向端部と接触して外部加熱ベルト１０５の幅方向の移動を規制するベルト規制部材２０７を有する構造で、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部の削れを低減する。
【解決手段】外部加熱ベルト１０５が第２張架ローラ１０４に巻き付いていない非接触領域Ｅでは、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７との間で相対速度が生じる。そこで、リング形状のベルト規制部材２０７の外径側に、径方向外側に向かうほど外部加熱ベルト１０５の幅方向端部から離れる方向に傾斜した傾斜部２０７ｄを設ける。これにより、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７の摺動面積を低減して、外部加熱ベルト１０５の削れを低減できる。
【解決手段】外部加熱ベルト１０５が第２張架ローラ１０４に巻き付いていない非接触領域Ｅでは、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７との間で相対速度が生じる。そこで、リング形状のベルト規制部材２０７の外径側に、径方向外側に向かうほど外部加熱ベルト１０５の幅方向端部から離れる方向に傾斜した傾斜部２０７ｄを設ける。これにより、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７の摺動面積を低減して、外部加熱ベルト１０５の削れを低減できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の張架ローラに支持されて走行する無端状のベルトを備えたベルト駆動装置、及び、記録材を加熱する加熱部材を外部から加熱する外部加熱装置がこのようなベルト駆動装置である像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式や静電記録方式を採用したプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置は、現像剤を記録材に定着させたり、記録材に定着した画像の光沢度を調整したりする像加熱装置を有する。このような画像形成装置においては、厚紙などの種々の用紙（記録材）について高い生産性（単位時間あたりのプリント枚数）が求められている。
【０００３】
高い生産性、特に坪量の大きな用紙での生産性を上げるためには、像加熱装置による定着スピードを高速化する必要がある。しかし、坪量が大きい用紙では、熱が多く奪われるため、定着に要する熱量が、薄い紙に定着する場合に比べて大幅に多くなる。これに対して、像加熱装置の加熱部材の表面温度を向上させるために、この加熱部材を外部から加熱する外部加熱装置を用いる構造が知られている。外部加熱装置は、一般に、複数の張架ローラに支持されて走行する無端状のベルトを加熱部材に当接させ、熱伝導を行う領域の接触面積を増やすような構成を有する。
【０００４】
このような外部加熱装置のように、無端状のベルトを複数の張架ローラに張架して走行させるベルト駆動装置の場合、複数の張架ローラ同士の平行度が確保されていないと、回転動作時にベルトが幅方向に移動してしまう。そこで、張架ローラの端部にベルト規制部材を設けて、ベルトの幅方向端部をこのベルト規制部材に接触させることにより、ベルトの幅方向の移動を規制する構造が知られている（特許文献１ないし４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−７５６９７号公報
【特許文献２】特開２０００−７５６９８号公報
【特許文献３】特開２０００−７５６９９号公報
【特許文献４】特開２０００−７５７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のようにベルト規制部材によりベルトの幅方向の移動を規制する構造の場合、次のような問題を有する。この点について、図１１を用いて説明する。図１１は、無端状のベルト３２を２本の張架ローラ３０、３１に張架した構成を示している。また、ベルト３２を張架する片方の張架ローラ３１の端部にベルト規制部材３３が設けられている。ベルト規制部材３３の外径は張架ローラ３１の外径よりも大きく、ベルト３２はベルト規制部材３３に突き当たることにより幅方向の移動を規制される。
【０００７】
ベルト規制部材３３がベルト３２と共に回転しているとき、ベルト３２が張架ローラ３１に巻き付いている領域Ｄにおいては、ベルト３２とベルト規制部材３３は同じ角速度で回転するため相対速度は生じない。ここで、領域Ｄは、ベルト３２が張架ローラ３１の外周面に当接している領域である。
【０００８】
一方、ベルト３２が張架ローラ３１に巻き付いていない領域Ｅにおいては、ベルト３２は張架ローラ３１の接線方向に直線運動をするのに対し、ベルト規制部材３３は回転運動をしているため、両物体の間で相対速度が生じる。ここで、領域Ｅは、張架ローラ３１の外周面に当接していないベルト３２の幅方向端部がベルト規制部材３３に対向する領域である。
【０００９】
このように領域Ｅにおいて、ベルト３２とベルト規制部材３３とは相対速度を生じるため、この領域Ｅでベルト３２とベルト規制部材３３とが摺動する。この結果、ベルト３２の幅方向端部が削れて耐久性が低下したり、発生した削れ粉が画像品質を低下させたりする可能性がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑み、ベルトの幅方向端部と接触してベルトの幅方向の移動を規制するベルト規制部材を有する構造で、ベルトの幅方向端部の削れを低減すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、走行する無端状のベルトと、前記ベルトを張架する複数の張架ローラと、を備えたベルト駆動装置において、前記複数の張架ローラのうちの少なくとも１個の張架ローラの軸方向端部に設けられ、前記ベルトの走行方向に交差する前記ベルトの幅方向端部と接触して、前記ベルトの幅方向の移動を規制するベルト規制部材を有し、前記ベルト規制部材は、少なくとも、前記張架ローラの外周面に当接していない前記ベルトの幅方向端部が対向する部分の一部が、前記ベルトの幅方向端部から離間している、ことを特徴とするベルト駆動装置にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ベルトの幅方向端部とベルト規制部材との相対速度が生じる部分の少なくとも一部が離間しているため、ベルトの幅方向端部の削れを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。
【図２】第１の実施形態に係る像加熱装置の概略構成横断面図。
【図３】第１の実施形態に係る外部加熱装置を示す概略構成横断面図。
【図４】同じく外部加熱装置の一部を示す概略構成平面図。
【図５】第１の実施形態のベルト規制部材の斜視図。
【図６】外部加熱ベルトとベルト規制部材との関係を説明するために、外部加熱装置の一部を切断して模式的に示す概略構成横断面図。
【図７】同じく概略構成縦断面図。
【図８】本発明の第２の実施形態を示す、図６と同様の図。
【図９】同じく、図７と同様の図。
【図１０】第２の実施形態のベルト規制部材の斜視図。
【図１１】本発明の課題を説明するために、片側の張架ローラにベルト規制部材を設けた外部加熱装置の一部を示す概略構成横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図７を用いて説明する。まず、図１を用いて、本実施形態の画像形成装置の概略構成について説明する。
【００１５】
［画像形成装置］
図１に示す装置内には第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが併設され、各々異なった色のトナー像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれ専用の像担持体、本例では電子写真感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを具備し、各感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に各色のトナー像が形成される。各感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに隣接して中間転写体１３０が設置され、感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に形成された各色のトナー像が、中間転写体１３０上に１次転写され、２次転写部で記録材Ｐ上に転写される。さらにトナー像が転写された記録材Ｐは、像加熱装置９で加熱及び加圧によりトナー像を定着した後、記録画像として装置外に排出される。
【００１６】
感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの外周には、それぞれドラム帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１次転写装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ及びクリーナ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが設けられている。また、装置の上方部にはさらにレーザスキャナ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが設置されている。
【００１７】
画像信号に応じてレーザスキャナ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄから発せられたレーザー光は、ポリゴンミラーを回転して走査される。そして、その走査光の光束が反射ミラーによって偏向され、ｆθレンズにより感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの母線上に集光して露光する。これにより、感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に画像信号に応じた潜像が形成される。
【００１８】
現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄには、現像剤としてそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナーが、図示しない供給装置により所定量充填されている。現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、それぞれ感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上の潜像を現像して、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナー像及びブラックトナー像として可視化する。
【００１９】
中間転写体１３０は、無端状のベルトで、矢示の方向に感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと同じ周速度をもって回転駆動されている。感光ドラム３ａ上に形成担持された第１色のイエロートナー画像は、感光ドラム３ａと中間転写体１３０とのニップ部を通過する過程で、中間転写体１３０の外周面に中間転写される。この際、１次転写装置２４ａに印加される１次転写バイアスにより形成される電界と圧力により、トナー画像が感光ドラム３ａから中間転写体１３０に転写される。
【００２０】
以下、同様に第２色のマゼンタトナー画像、第３色のシアントナー画像、第４色のブラックトナー画像が順次中間転写体１３０上に重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。
【００２１】
１次転写が終了した感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、それぞれのクリーナ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにより転写残トナーをクリーニング、除去され、引き続き次の潜像の形成以下に備えられる。中間転写体１３０上に残留したトナー及びその他の異物は、中間転写体１３０の表面にクリーニングウエブ（不織布）２０を当接して、拭い取るようにしている。
【００２２】
１１は２次転写ローラであり、中間転写体１３０を懸回張設させた３本のローラ１３、１４、１５のうちのローラ１４に対して中間転写体１３０を挟ませて圧接させることで、中間転写体１３０との間に２次転写部を形成している。２次転写ローラ１１には、２次転写バイアス源によって所望の２次転写バイアスが印加されている。
【００２３】
中間転写体１３０上に重畳転写された合成カラートナー画像の記録材Ｐへの転写は、次のように行う。給紙カセット１０からレジストローラ１２、転写前ガイドを通過して２次転写部に所定のタイミングで記録材Ｐが給送され、同時に２次転写バイアスがバイアス電源からに印加される。この２次転写バイアスにより、中間転写体１３０から記録材Ｐへ合成カラートナー画像が転写される。トナー画像の転写を受けた記録材Ｐは像加熱装置９へ順次導入され、記録材に熱と圧力を加えることで定着される。
【００２４】
両面コピーモードが選択されている場合には、像加熱装置９を出た第１面側画像形成済みの記録材Ｐがフラッパ１６により再循環搬送機構側のシートパス１７側に導入され、さらにスイッチバックシートパス１８内に入る。次いで、シートパス１８から引き出し搬送されて再搬送シートパス１９に誘導され、シートパス１９からレジストローラ１２、転写前ガイドを通過して２次転写ニップ部に表裏反転状態で所定のタイミングで再導入される。これにより、記録材Ｐの第２面側に対して、中間転写体１３０上のトナー画像の２次転写がなされる。２次転写部にて第２面に対するトナー画像の２次転写を受けた記録材Ｐは、中間転写体１３０から分離されて像加熱装置９へ再導入され、トナー画像の定着処理を受けて両面コピーとして装置外の排紙トレイ６に排出される。
【００２５】
［像加熱装置］
次に、像加熱装置９について、図２を用いてより詳しく説明する。像加熱装置９は、加熱部材としての加熱ローラ１０１、加圧部材としての加圧ローラ１０２、外部加熱装置１０６により構成されている。加熱ローラ１０１は、図示しないモータなどの駆動源によって、矢印Ａ方向に所定の速度で回転駆動されるようになっている。加熱ローラ１０１の芯金の内部には、発熱体としてハロゲンヒータ１１１が配置されて、加熱ローラ１０１表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。
【００２６】
加熱ローラ１０１の表面温度は、加熱ローラ１０１に接触する温度検知手段としてのサーミスタ１２１によって検出される。そして、この検出温度に基づいて、温度制御（調整）手段としてのヒータ制御器１４０がハロゲンヒータ１１１をＯＮ／ＯＦＦすることで、所定の目標温度で制御される。
【００２７】
加圧ローラ１０２は、図示しない加圧手段により、加熱ローラ１０１に所定の圧力で加圧されて、加熱ローラ１０１と定着ニップ部Ｎを形成しており、矢印Ｂ方向に所定の速度で、加熱ローラ１０１と従動回転される。また、加圧ローラ１０２の芯金の内部には、発熱体としてハロゲンヒータ１１２が配置されて、加圧ローラ１０２表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。
【００２８】
加圧ローラ１０２の表面温度は、加圧ローラ１０２に接触する温度検知手段としてのサーミスタ１２２によって検出され、ヒータ制御器１４０によってハロゲンヒータ１１２がＯＮ／ＯＦＦされ、所定の目標温度にて制御される。
【００２９】
この定着ニップ部Ｎには、未定着トナーＫを担持した記録材Ｐを通過させて、記録材を加熱、加圧することにより、記録材Ｐ上にトナーＫを定着させる。なお、トナー像を定着済みの記録材を、像加熱装置９の定着ニップ部Ｎに通して再度加熱することにより、表面の光沢度を調整する場合もある。
【００３０】
［外部加熱装置］
次に、ベルト駆動装置としての外部加熱装置１０６について、図２ないし図４により詳しく説明する。図２に示すように、加熱ローラ１０１の外周面には、外部加熱装置１０６が配置されている。外部加熱装置１０６は、外部加熱部材となる走行する無端状の外部加熱ベルト１０５と、外部加熱ベルト１０５を張架する複数の張架ローラである第１、第２張架ローラ１０３、１０４とにより構成される。
【００３１】
外部加熱ベルト１０５は、第１、第２張架ローラ１０３、１０４を介して、後述する図３に示す加圧手段によって加熱ローラ１０１に所定の圧力で均等に押圧されることで、加熱ローラ１０１と接触面Ｎｅを形成している。外部加熱ベルト１０５は加熱ローラ１０１に対して当接／退避可能に構成されている。また、加熱ローラ１０１に押圧された外部加熱ベルト１０５は、加熱ローラ１０１の回転により従動回転するように、第１、第２張架ローラ１０３、１０４によって走行自在に支持される。
【００３２】
このような外部加熱ベルト１０５は、金属製の基材（ステンレスやニッケル等）もしくは樹脂製の基材（ポリアミド等）の層を有し、トナーとの付着を防止するために、耐熱性の摺動層としてフッ素系樹脂で被覆されている。そして、外部加熱ベルト１０５は、矢印Ｃ方向に所定の速度で加熱ローラ１０１と従動回転され、加熱ローラ１０１の表面を加熱する。
【００３３】
また、第１張架ローラ１０３の芯金の内部には、発熱体としてハロゲンヒータ１１４が配置されて、外部加熱ベルト１０５の表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。
【００３４】
外部加熱ベルト１０５の表面温度は、温度検知手段として、第１張架ローラ１０３と外部加熱ベルト１０５の接触領域Ｄ１に接触するサーミスタ１２３によって検出される。この接触領域Ｄ１は、外部加熱ベルト１０５が第１張架ローラ１０３の外周面に当接する領域である。そして、検出された温度に基づいて、ヒータ制御器１４０は、ハロゲンヒータ１１４をＯＮ／ＯＦＦし、所定の目標温度になるように制御（温度調節）する。
【００３５】
外部加熱ベルト１０５を張架する第２張架ローラ１０４は、第１張架ローラ１０３とほぼ同様の構成で、加熱ローラ回転方向下流側に配置される。第２張架ローラ１０４も外部加熱ベルト１０５の内面に接触して、外部加熱ベルト１０５を加熱する。即ち、第２張架ローラ１０４の芯金の内部には、発熱体としてハロゲンヒータ１１５が配置されて、外部加熱ベルト１０５の表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。
【００３６】
外部加熱ベルト１０５の表面温度は、温度検知手段として、第２張架ローラ１０４と外部加熱ベルト１０５の接触領域Ｄ２に接触するサーミスタ１２４によって検出される。この接触領域Ｄ２は、外部加熱ベルト１０５が第２張架ローラ１０４の外周面に当接する領域である。そして、検出された温度に基づいて、ヒータ制御器１４０はハロゲンヒータ１１５をＯＮ／ＯＦＦし、所定の目標温度になるように制御（温度調節）する。
【００３７】
外部加熱ベルト１０５の目標温度は加熱ローラ１０１の目標温度よりも高く設定してある。このため、加熱ローラ１０１の表面温度が記録材との接触により降下することに対してレスポンス（熱の感応精度）良く外部加熱ベルト１０５から加熱ローラ１０１に熱が供給される。
【００３８】
次に、図３により、外部加熱装置１０６を加熱ローラ１０１に接離させる構造について説明する。加圧フレーム２０１は、像加熱装置本体に固定されたステイ軸２０３のまわりに回動し、加圧バネ２０４による加圧力を受け加熱ローラ１０１の方向に付勢される。カム２０５は不図示のモータなどの駆動手段により回転させられ、回転することにより加圧フレーム２０１を昇降させ、外部加熱ベルト１０５の加熱ローラ１０１に対する当接／退避動作を行っている。ローラ保持部材２０６は、図４に示すように、第１、第２張架ローラ１０３、１０４の両端部を保持し一定の軸間距離を維持している。
【００３９】
図４は、図３における矢印Ｆの方向から見た、加圧フレーム２０１などを省略して示す平面図である。ローラ保持部材２０６は、断熱ブッシュ１０９及びベアリング１１０を介することによって第１、第２張架ローラ１０３、１０４を回転自在に保持している。また、本実施形態の場合、第２張架ローラ１０４の軸方向両端部に、ローラ端部側面と断熱ブッシュ１０９との間に挟持することで、ベルト規制部材２０７を設けている。ベルト規制部材２０７は、外部加熱ベルト１０５の走行方向に交差する外部加熱ベルト１０５の幅方向端部と接触して、外部加熱ベルト１０５の幅方向の移動を規制する。なお、ベルト規制部材２０７は、第１、第２張架ローラ１０３、１０４のうちの少なくとも１個の張架ローラに設けられていれば良い。
【００４０】
ベルト規制部材２０７は、図５に示すように、リング形状で、削りに対して強度が高い材質（ステンレス鋼板等）を用いた薄い平板（例えば厚み０．２ｍｍ）からなる。そして、中央には第２張架ローラ１０４の両端軸部と嵌めあうように穴２０７ａが設けられている。また、穴２０７ａの淵は第２張架ローラ１０４の隅曲率部との干渉を防ぐために、外側に絞り加工がなされている。更に、穴２０７ａの一部には空転防止溝２０７ｂがあり、第２張架ローラ１０４の両端側面部に設けられた突起部に溝２０７ｂが係合する。これにより、ベルト規制部材２０７は空転することなく第２張架ローラ１０４と等角速度で回転する。
【００４１】
本実施形態の場合、ベルト規制部材２０７は、第２張架ローラ１０４の回転軸に直交する平面部２０７ｃと、平面部２０７ｃに対して傾斜した傾斜部２０７ｄを有する。平面部２０７ｃは、第２張架ローラ１０４の径方向に関し、第２張架ローラ１０４の外周面から所定の範囲に形成されている。また、傾斜部２０７ｄは、平面部２０７ｃの径方向外側に平面部２０７ｃと滑らかに連続して設けられ、径方向外側に向かうほど外部加熱ベルト１０５の幅方向端部から離れる方向に傾斜している。
【００４２】
このように構成されるベルト規制部材２０７は、図６及び図７に示すように、第２張架ローラ１０４に固定された状態で、平面部２０７ｃの内径側が断熱ブッシュ１０９と第２張架ローラ１０４の軸方向端部に挟持されている。そして、平面部２０７ｃの外径側を第２張架ローラ１０４の外周面から露出させている。平面部２０７ｃの第２張架ローラ１０４の外周面から露出する部分は、外部加熱ベルト１０５の厚さと同じか僅かに大きい程度となるようにしている。即ち、平面部２０７ｃの直径は、第２張架ローラ１０４のベルトを張架する部分の外径（ローラ部外径）に外部加熱ベルト１０５の厚さの２倍を加えた大きさ、或いは、この大きさよりも僅かに大きい大きさとする。したがって、上述の所定の範囲とは、外部加熱ベルト１０５の厚さと同じか僅かに大きい程度の範囲である。
【００４３】
また、傾斜部２０７ｄは、平面部に対して、例えば５〜６０°の傾斜角度を有する。この傾斜角度の範囲は、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部との接触を低減でき、且つ、外部加熱ベルト１０５が乗り上げた場合でも、外部加熱ベルト１０５が脱落しないように、径方向の長さとの関係で定める。
【００４４】
本実施形態の場合、外部加熱ベルト１０５は、上述したように、加熱ローラ１０１に対して当接及び退避を行うので、当接状態と退避状態ではベルトの張力が異なる。そして、退避状態では、外部加熱ベルト１０５が撓んでしまう。そこで、本実施形態の場合には、このような撓みを考慮して、傾斜部２０７ｄの径方向長さ及び傾斜角度を定めている。
【００４５】
このように行使される本実施形態の場合、図６に示すように、外部加熱ベルト１０５が第２張架ローラ１０４に巻き付いている範囲（接触領域）Ｄ２においては、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７の間で相対速度が生じない。そのため、両部材が当接していても摺動摩耗は発生しない。
【００４６】
一方、外部加熱ベルト１０５が張架ローラ１０４に巻き付いていない範囲（非接触領域）Ｅにおいては、ベルト規制部材２０７と外部加熱ベルト１０５との間で相対速度が発生している。なお、この非接触領域Ｅが、第２張架ローラ１０４の外周面に当接していない外部加熱ベルト１０５の領域である。本実施形態では、上述のように、ベルト規制部材２０７が傾斜部２０７ｄを有するため、外部加熱ベルト１０５の非接触領域Ｅの幅方向端部の一部が、傾斜部２０７ｄに対向することになる。言い換えれば、ベルト規制部材２０７は、外部加熱ベルト１０５の非接触領域Ｅの幅方向端部が対向する部分の一部が、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部から離間している。
【００４７】
このように構成される本実施形態によれば、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部とベルト規制部材２０７との相対速度が生じる部分の少なくとも一部が離間しているため、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部の削れを低減できる。即ち、上述のように、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７との相対速度が生じる非接触領域Ｅの一部に、傾斜部２０７ｄを設けることで、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７とが摺動する面積を低減できる。この結果、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部の削れや摩耗を低減できる。
【００４８】
また、本実施形態の場合、ベルト規制部材２０７の平面部２０７ｃの径は、第２張架ローラ１０４のローラ部外径に外部加熱ベルト１０５の厚み２枚分を加えた大きさで、外部加熱ベルト１０５を平面部で受けるのに最低限必要な径となっている。したがって、この点からも、非接触領域Ｅにおける外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７と摺動する面積を抑えられ、外部加熱ベルト１０５の摩耗を低減している。
【００４９】
このように、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７の摺動面積を減らすことで、外部加熱ベルト１０５の寿命を向上させることができると共に、発生した削れ粉により画像品質を低下することを低減できる。
【００５０】
なお、上述したように、ベルト規制部材２０７の傾斜部２０７ｄの径方向の幅及び傾斜角度を設定することにより、外部加熱装置１０６が加熱ローラ１０１から脱着する際に外部加熱ベルト１０５がベルト規制部材２０７から脱落するのを防止できる。
【００５１】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図８ないし図１０を用いて説明する。上述の第１の実施形態の場合、ベルト規制部材２０７の平面部２０７ｃの径を小さくすることにより、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７の摺動部面積を小さくしている。しかしながら、樹脂を基材とするベルトを使用した場合、ベルト規制部材２０７において大きな接触応力が働くとベルト端部が外側に反り、外部加熱ベルト１０５がベルト規制部材２０７の傾斜部２０７ｄに進入してしまう可能性がある。そして、傾斜部２０７ｄによってベルトの寄り力を受けた場合、ベルト端面に亀裂が生じたり、ローラ表面との密着性が低下することにより熱伝達効率が損なわれる可能性がある。
【００５２】
そこで、本実施形態では、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７Ａの摺動部面積を小さくしつつ、傾斜部となる領域を少なくしている。このために本実施形態の場合、ベルト規制部材２０７Ａは、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部に接離する方向に弾性変形可能としている。そして、ベルト規制部材２０７Ａの、第２張架ローラ１０４の外周面に当接していない外部加熱ベルト１０５の幅方向端部が対向する部分の一部を、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部から離れる方向に弾性変形させる退避部材２０８を有する。
【００５３】
以下、具体的に説明する。図８及び図９に示すように、非接触領域Ｅの一部で、第２張架ローラ１０４の軸方向両端部に設けられたベルト規制部材２０７Ａの径方向先端側に退避部材２０８を当接させている。そして、ベルト規制部材２０７Ａの一部を、退避部材２０８によって図９の矢印Ｇの方向に加圧し、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部と離間する方向に弾性変形させている。
【００５４】
退避部材２０８は、ローラ保持部材２０６に固定されており、ベルト規制部材２０７Ａとの当接部において外部加熱ベルト１０５の端面に対して、例えば５°〜１０°の傾斜を持つ。なお、この傾斜角度は、ベルト規制部材２０７Ａの材料、厚さなど弾性に関する性質を考慮して定める。
【００５５】
退避部材２０８の先端は、耐熱性を考慮し金属製のコロとなっており、ベルト規制部材２０７Ａとの摩擦抵抗を小さくし、第２張架ローラ１０４の回転負荷が増加するのを抑えている。断熱ブッシュ１０９は、ベルト規制部材２０７Ａと第２張架ローラ１０４の端部側面が密着するように配置されており、ベルト規制部材２０７Ａの穴形状を円形に保つことで、回転動作時にベルト規制部材２０７Ａと第２張架ローラ１０４の軸部がこじれるのを防ぐ。また、断熱ブッシュ１０９の外径は第２張架ローラ１０４のローラ部外径よりも小さく、ベルト規制部材２０７Ａを張架ローラ１０４の外径よりも内側から曲げ始めることにより、外部加熱ベルト１０５との摺動部面積を低減している。
【００５６】
このような退避部材２０８は、図８に示すように、外部加熱ベルト１０５の非接触領域の２箇所に設けられている。また、退避部材２０８は、ベルト規制部材２０７Ａの外周面より例えば３ｍｍ内側の位置を加圧している。これにより、曲げ開始部からの距離を小さくすることで、変形量の精度を高くすると共に、退避部材２０８が外部加熱ベルト１０５と接触することを防止している。
【００５７】
また、本実施形態のベルト規制部材２０７Ａは、図１０に示すように、自由状態でリング形状の薄い平板（例えば厚み０．２ｍｍ）で、バネ性の高い材質（ステンレスバネ鋼等）を用いている。ベルト規制部材２０７Ａの外部加熱ベルト１０５の幅方向端部と対向する面は、自由状態で、第２張架ローラ１０４の回転軸に直交する面である。これにより、上述したように、退避部材２０８に押圧された部分の弾性変形内で、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７Ａとを離間する。一方、それ以外の部分は、弾性的に復元して、第２張架ローラ１０４の回転軸に直交する面となる。
【００５８】
なお、ベルト規制部材２０７Ａの外径は第２張架ローラ１０４のローラ部外径に例えば１０ｍｍ加えたもので、ベルト端部の反りが発生した場合でも外部加熱ベルト１０５がベルト規制部材２０７Ａを乗り越えることがないようにしている。
【００５９】
このように構成される本実施形態の場合、退避部材２０８によりベルト規制部材２０７Ａの非接触領域Ｅの一部を弾性的に傾斜させて、それ以外の部分は、第２張架ローラ１０４の回転軸に直交する面としている。このため、外部加熱ベルト１０５がベルト規制部材２０７Ａの傾斜している領域に進入しようとしても、それ以外の部分でその進入が止められる。また、非接触領域Ｅの一部は傾斜しているため、ベルト規制部材２０７Ａと外部加熱ベルト１０５とが摺動する面積を低減できる。この結果、ベルト端部の反りに起因するベルト破損や熱伝導効率の低下を防ぎつつ、ベルト規制部材２０７Ａとの摺動部面積の低減により外部加熱ベルト１０５の寿命を向上することができる。その他の構造及び作用は、上述の第１の実施形態と同様である。
【００６０】
＜他の実施形態＞
上述の説明では、本発明は像加熱装置の外部加熱装置に適用した場合について説明したが、ベルトにより駆動する装置であれば、例えば、中間転写ベルト部分、像加熱装置の加圧部材としてベルトを使用した構造などにも適用可能である。即ち、ベルトの幅方向端部と接触して、ベルトの幅方向の移動を規制するベルト規制部材を有する構造であれば、本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１０１・・・加熱ローラ（加熱部材）、１０２・・・加圧ローラ（加圧部材）、１０３・・・第１張架ローラ、１０４・・・第２張架ローラ、１０５・・・外部加熱ベルト、１０６・・・外部加熱装置（ベルト駆動装置）、２０７、２０７Ａ・・・ベルト規制部材、２０７ｃ・・・平面部、２０７ｄ・・・傾斜部、２０８・・・退避部材、Ｄ１、Ｄ２・・・接触領域、Ｅ・・・非接触領域、Ｎ・・・定着ニップ部、Ｐ・・・記録材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の張架ローラに支持されて走行する無端状のベルトを備えたベルト駆動装置、及び、記録材を加熱する加熱部材を外部から加熱する外部加熱装置がこのようなベルト駆動装置である像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式や静電記録方式を採用したプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置は、現像剤を記録材に定着させたり、記録材に定着した画像の光沢度を調整したりする像加熱装置を有する。このような画像形成装置においては、厚紙などの種々の用紙（記録材）について高い生産性（単位時間あたりのプリント枚数）が求められている。
【０００３】
高い生産性、特に坪量の大きな用紙での生産性を上げるためには、像加熱装置による定着スピードを高速化する必要がある。しかし、坪量が大きい用紙では、熱が多く奪われるため、定着に要する熱量が、薄い紙に定着する場合に比べて大幅に多くなる。これに対して、像加熱装置の加熱部材の表面温度を向上させるために、この加熱部材を外部から加熱する外部加熱装置を用いる構造が知られている。外部加熱装置は、一般に、複数の張架ローラに支持されて走行する無端状のベルトを加熱部材に当接させ、熱伝導を行う領域の接触面積を増やすような構成を有する。
【０００４】
このような外部加熱装置のように、無端状のベルトを複数の張架ローラに張架して走行させるベルト駆動装置の場合、複数の張架ローラ同士の平行度が確保されていないと、回転動作時にベルトが幅方向に移動してしまう。そこで、張架ローラの端部にベルト規制部材を設けて、ベルトの幅方向端部をこのベルト規制部材に接触させることにより、ベルトの幅方向の移動を規制する構造が知られている（特許文献１ないし４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−７５６９７号公報
【特許文献２】特開２０００−７５６９８号公報
【特許文献３】特開２０００−７５６９９号公報
【特許文献４】特開２０００−７５７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のようにベルト規制部材によりベルトの幅方向の移動を規制する構造の場合、次のような問題を有する。この点について、図１１を用いて説明する。図１１は、無端状のベルト３２を２本の張架ローラ３０、３１に張架した構成を示している。また、ベルト３２を張架する片方の張架ローラ３１の端部にベルト規制部材３３が設けられている。ベルト規制部材３３の外径は張架ローラ３１の外径よりも大きく、ベルト３２はベルト規制部材３３に突き当たることにより幅方向の移動を規制される。
【０００７】
ベルト規制部材３３がベルト３２と共に回転しているとき、ベルト３２が張架ローラ３１に巻き付いている領域Ｄにおいては、ベルト３２とベルト規制部材３３は同じ角速度で回転するため相対速度は生じない。ここで、領域Ｄは、ベルト３２が張架ローラ３１の外周面に当接している領域である。
【０００８】
一方、ベルト３２が張架ローラ３１に巻き付いていない領域Ｅにおいては、ベルト３２は張架ローラ３１の接線方向に直線運動をするのに対し、ベルト規制部材３３は回転運動をしているため、両物体の間で相対速度が生じる。ここで、領域Ｅは、張架ローラ３１の外周面に当接していないベルト３２の幅方向端部がベルト規制部材３３に対向する領域である。
【０００９】
このように領域Ｅにおいて、ベルト３２とベルト規制部材３３とは相対速度を生じるため、この領域Ｅでベルト３２とベルト規制部材３３とが摺動する。この結果、ベルト３２の幅方向端部が削れて耐久性が低下したり、発生した削れ粉が画像品質を低下させたりする可能性がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑み、ベルトの幅方向端部と接触してベルトの幅方向の移動を規制するベルト規制部材を有する構造で、ベルトの幅方向端部の削れを低減すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、走行する無端状のベルトと、前記ベルトを張架する複数の張架ローラと、を備えたベルト駆動装置において、前記複数の張架ローラのうちの少なくとも１個の張架ローラの軸方向端部に設けられ、前記ベルトの走行方向に交差する前記ベルトの幅方向端部と接触して、前記ベルトの幅方向の移動を規制するベルト規制部材を有し、前記ベルト規制部材は、少なくとも、前記張架ローラの外周面に当接していない前記ベルトの幅方向端部が対向する部分の一部が、前記ベルトの幅方向端部から離間している、ことを特徴とするベルト駆動装置にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ベルトの幅方向端部とベルト規制部材との相対速度が生じる部分の少なくとも一部が離間しているため、ベルトの幅方向端部の削れを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。
【図２】第１の実施形態に係る像加熱装置の概略構成横断面図。
【図３】第１の実施形態に係る外部加熱装置を示す概略構成横断面図。
【図４】同じく外部加熱装置の一部を示す概略構成平面図。
【図５】第１の実施形態のベルト規制部材の斜視図。
【図６】外部加熱ベルトとベルト規制部材との関係を説明するために、外部加熱装置の一部を切断して模式的に示す概略構成横断面図。
【図７】同じく概略構成縦断面図。
【図８】本発明の第２の実施形態を示す、図６と同様の図。
【図９】同じく、図７と同様の図。
【図１０】第２の実施形態のベルト規制部材の斜視図。
【図１１】本発明の課題を説明するために、片側の張架ローラにベルト規制部材を設けた外部加熱装置の一部を示す概略構成横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図７を用いて説明する。まず、図１を用いて、本実施形態の画像形成装置の概略構成について説明する。
【００１５】
［画像形成装置］
図１に示す装置内には第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが併設され、各々異なった色のトナー像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれ専用の像担持体、本例では電子写真感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを具備し、各感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に各色のトナー像が形成される。各感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに隣接して中間転写体１３０が設置され、感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に形成された各色のトナー像が、中間転写体１３０上に１次転写され、２次転写部で記録材Ｐ上に転写される。さらにトナー像が転写された記録材Ｐは、像加熱装置９で加熱及び加圧によりトナー像を定着した後、記録画像として装置外に排出される。
【００１６】
感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの外周には、それぞれドラム帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１次転写装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ及びクリーナ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが設けられている。また、装置の上方部にはさらにレーザスキャナ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが設置されている。
【００１７】
画像信号に応じてレーザスキャナ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄから発せられたレーザー光は、ポリゴンミラーを回転して走査される。そして、その走査光の光束が反射ミラーによって偏向され、ｆθレンズにより感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの母線上に集光して露光する。これにより、感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に画像信号に応じた潜像が形成される。
【００１８】
現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄには、現像剤としてそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナーが、図示しない供給装置により所定量充填されている。現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、それぞれ感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上の潜像を現像して、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナー像及びブラックトナー像として可視化する。
【００１９】
中間転写体１３０は、無端状のベルトで、矢示の方向に感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと同じ周速度をもって回転駆動されている。感光ドラム３ａ上に形成担持された第１色のイエロートナー画像は、感光ドラム３ａと中間転写体１３０とのニップ部を通過する過程で、中間転写体１３０の外周面に中間転写される。この際、１次転写装置２４ａに印加される１次転写バイアスにより形成される電界と圧力により、トナー画像が感光ドラム３ａから中間転写体１３０に転写される。
【００２０】
以下、同様に第２色のマゼンタトナー画像、第３色のシアントナー画像、第４色のブラックトナー画像が順次中間転写体１３０上に重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。
【００２１】
１次転写が終了した感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、それぞれのクリーナ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにより転写残トナーをクリーニング、除去され、引き続き次の潜像の形成以下に備えられる。中間転写体１３０上に残留したトナー及びその他の異物は、中間転写体１３０の表面にクリーニングウエブ（不織布）２０を当接して、拭い取るようにしている。
【００２２】
１１は２次転写ローラであり、中間転写体１３０を懸回張設させた３本のローラ１３、１４、１５のうちのローラ１４に対して中間転写体１３０を挟ませて圧接させることで、中間転写体１３０との間に２次転写部を形成している。２次転写ローラ１１には、２次転写バイアス源によって所望の２次転写バイアスが印加されている。
【００２３】
中間転写体１３０上に重畳転写された合成カラートナー画像の記録材Ｐへの転写は、次のように行う。給紙カセット１０からレジストローラ１２、転写前ガイドを通過して２次転写部に所定のタイミングで記録材Ｐが給送され、同時に２次転写バイアスがバイアス電源からに印加される。この２次転写バイアスにより、中間転写体１３０から記録材Ｐへ合成カラートナー画像が転写される。トナー画像の転写を受けた記録材Ｐは像加熱装置９へ順次導入され、記録材に熱と圧力を加えることで定着される。
【００２４】
両面コピーモードが選択されている場合には、像加熱装置９を出た第１面側画像形成済みの記録材Ｐがフラッパ１６により再循環搬送機構側のシートパス１７側に導入され、さらにスイッチバックシートパス１８内に入る。次いで、シートパス１８から引き出し搬送されて再搬送シートパス１９に誘導され、シートパス１９からレジストローラ１２、転写前ガイドを通過して２次転写ニップ部に表裏反転状態で所定のタイミングで再導入される。これにより、記録材Ｐの第２面側に対して、中間転写体１３０上のトナー画像の２次転写がなされる。２次転写部にて第２面に対するトナー画像の２次転写を受けた記録材Ｐは、中間転写体１３０から分離されて像加熱装置９へ再導入され、トナー画像の定着処理を受けて両面コピーとして装置外の排紙トレイ６に排出される。
【００２５】
［像加熱装置］
次に、像加熱装置９について、図２を用いてより詳しく説明する。像加熱装置９は、加熱部材としての加熱ローラ１０１、加圧部材としての加圧ローラ１０２、外部加熱装置１０６により構成されている。加熱ローラ１０１は、図示しないモータなどの駆動源によって、矢印Ａ方向に所定の速度で回転駆動されるようになっている。加熱ローラ１０１の芯金の内部には、発熱体としてハロゲンヒータ１１１が配置されて、加熱ローラ１０１表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。
【００２６】
加熱ローラ１０１の表面温度は、加熱ローラ１０１に接触する温度検知手段としてのサーミスタ１２１によって検出される。そして、この検出温度に基づいて、温度制御（調整）手段としてのヒータ制御器１４０がハロゲンヒータ１１１をＯＮ／ＯＦＦすることで、所定の目標温度で制御される。
【００２７】
加圧ローラ１０２は、図示しない加圧手段により、加熱ローラ１０１に所定の圧力で加圧されて、加熱ローラ１０１と定着ニップ部Ｎを形成しており、矢印Ｂ方向に所定の速度で、加熱ローラ１０１と従動回転される。また、加圧ローラ１０２の芯金の内部には、発熱体としてハロゲンヒータ１１２が配置されて、加圧ローラ１０２表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。
【００２８】
加圧ローラ１０２の表面温度は、加圧ローラ１０２に接触する温度検知手段としてのサーミスタ１２２によって検出され、ヒータ制御器１４０によってハロゲンヒータ１１２がＯＮ／ＯＦＦされ、所定の目標温度にて制御される。
【００２９】
この定着ニップ部Ｎには、未定着トナーＫを担持した記録材Ｐを通過させて、記録材を加熱、加圧することにより、記録材Ｐ上にトナーＫを定着させる。なお、トナー像を定着済みの記録材を、像加熱装置９の定着ニップ部Ｎに通して再度加熱することにより、表面の光沢度を調整する場合もある。
【００３０】
［外部加熱装置］
次に、ベルト駆動装置としての外部加熱装置１０６について、図２ないし図４により詳しく説明する。図２に示すように、加熱ローラ１０１の外周面には、外部加熱装置１０６が配置されている。外部加熱装置１０６は、外部加熱部材となる走行する無端状の外部加熱ベルト１０５と、外部加熱ベルト１０５を張架する複数の張架ローラである第１、第２張架ローラ１０３、１０４とにより構成される。
【００３１】
外部加熱ベルト１０５は、第１、第２張架ローラ１０３、１０４を介して、後述する図３に示す加圧手段によって加熱ローラ１０１に所定の圧力で均等に押圧されることで、加熱ローラ１０１と接触面Ｎｅを形成している。外部加熱ベルト１０５は加熱ローラ１０１に対して当接／退避可能に構成されている。また、加熱ローラ１０１に押圧された外部加熱ベルト１０５は、加熱ローラ１０１の回転により従動回転するように、第１、第２張架ローラ１０３、１０４によって走行自在に支持される。
【００３２】
このような外部加熱ベルト１０５は、金属製の基材（ステンレスやニッケル等）もしくは樹脂製の基材（ポリアミド等）の層を有し、トナーとの付着を防止するために、耐熱性の摺動層としてフッ素系樹脂で被覆されている。そして、外部加熱ベルト１０５は、矢印Ｃ方向に所定の速度で加熱ローラ１０１と従動回転され、加熱ローラ１０１の表面を加熱する。
【００３３】
また、第１張架ローラ１０３の芯金の内部には、発熱体としてハロゲンヒータ１１４が配置されて、外部加熱ベルト１０５の表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。
【００３４】
外部加熱ベルト１０５の表面温度は、温度検知手段として、第１張架ローラ１０３と外部加熱ベルト１０５の接触領域Ｄ１に接触するサーミスタ１２３によって検出される。この接触領域Ｄ１は、外部加熱ベルト１０５が第１張架ローラ１０３の外周面に当接する領域である。そして、検出された温度に基づいて、ヒータ制御器１４０は、ハロゲンヒータ１１４をＯＮ／ＯＦＦし、所定の目標温度になるように制御（温度調節）する。
【００３５】
外部加熱ベルト１０５を張架する第２張架ローラ１０４は、第１張架ローラ１０３とほぼ同様の構成で、加熱ローラ回転方向下流側に配置される。第２張架ローラ１０４も外部加熱ベルト１０５の内面に接触して、外部加熱ベルト１０５を加熱する。即ち、第２張架ローラ１０４の芯金の内部には、発熱体としてハロゲンヒータ１１５が配置されて、外部加熱ベルト１０５の表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。
【００３６】
外部加熱ベルト１０５の表面温度は、温度検知手段として、第２張架ローラ１０４と外部加熱ベルト１０５の接触領域Ｄ２に接触するサーミスタ１２４によって検出される。この接触領域Ｄ２は、外部加熱ベルト１０５が第２張架ローラ１０４の外周面に当接する領域である。そして、検出された温度に基づいて、ヒータ制御器１４０はハロゲンヒータ１１５をＯＮ／ＯＦＦし、所定の目標温度になるように制御（温度調節）する。
【００３７】
外部加熱ベルト１０５の目標温度は加熱ローラ１０１の目標温度よりも高く設定してある。このため、加熱ローラ１０１の表面温度が記録材との接触により降下することに対してレスポンス（熱の感応精度）良く外部加熱ベルト１０５から加熱ローラ１０１に熱が供給される。
【００３８】
次に、図３により、外部加熱装置１０６を加熱ローラ１０１に接離させる構造について説明する。加圧フレーム２０１は、像加熱装置本体に固定されたステイ軸２０３のまわりに回動し、加圧バネ２０４による加圧力を受け加熱ローラ１０１の方向に付勢される。カム２０５は不図示のモータなどの駆動手段により回転させられ、回転することにより加圧フレーム２０１を昇降させ、外部加熱ベルト１０５の加熱ローラ１０１に対する当接／退避動作を行っている。ローラ保持部材２０６は、図４に示すように、第１、第２張架ローラ１０３、１０４の両端部を保持し一定の軸間距離を維持している。
【００３９】
図４は、図３における矢印Ｆの方向から見た、加圧フレーム２０１などを省略して示す平面図である。ローラ保持部材２０６は、断熱ブッシュ１０９及びベアリング１１０を介することによって第１、第２張架ローラ１０３、１０４を回転自在に保持している。また、本実施形態の場合、第２張架ローラ１０４の軸方向両端部に、ローラ端部側面と断熱ブッシュ１０９との間に挟持することで、ベルト規制部材２０７を設けている。ベルト規制部材２０７は、外部加熱ベルト１０５の走行方向に交差する外部加熱ベルト１０５の幅方向端部と接触して、外部加熱ベルト１０５の幅方向の移動を規制する。なお、ベルト規制部材２０７は、第１、第２張架ローラ１０３、１０４のうちの少なくとも１個の張架ローラに設けられていれば良い。
【００４０】
ベルト規制部材２０７は、図５に示すように、リング形状で、削りに対して強度が高い材質（ステンレス鋼板等）を用いた薄い平板（例えば厚み０．２ｍｍ）からなる。そして、中央には第２張架ローラ１０４の両端軸部と嵌めあうように穴２０７ａが設けられている。また、穴２０７ａの淵は第２張架ローラ１０４の隅曲率部との干渉を防ぐために、外側に絞り加工がなされている。更に、穴２０７ａの一部には空転防止溝２０７ｂがあり、第２張架ローラ１０４の両端側面部に設けられた突起部に溝２０７ｂが係合する。これにより、ベルト規制部材２０７は空転することなく第２張架ローラ１０４と等角速度で回転する。
【００４１】
本実施形態の場合、ベルト規制部材２０７は、第２張架ローラ１０４の回転軸に直交する平面部２０７ｃと、平面部２０７ｃに対して傾斜した傾斜部２０７ｄを有する。平面部２０７ｃは、第２張架ローラ１０４の径方向に関し、第２張架ローラ１０４の外周面から所定の範囲に形成されている。また、傾斜部２０７ｄは、平面部２０７ｃの径方向外側に平面部２０７ｃと滑らかに連続して設けられ、径方向外側に向かうほど外部加熱ベルト１０５の幅方向端部から離れる方向に傾斜している。
【００４２】
このように構成されるベルト規制部材２０７は、図６及び図７に示すように、第２張架ローラ１０４に固定された状態で、平面部２０７ｃの内径側が断熱ブッシュ１０９と第２張架ローラ１０４の軸方向端部に挟持されている。そして、平面部２０７ｃの外径側を第２張架ローラ１０４の外周面から露出させている。平面部２０７ｃの第２張架ローラ１０４の外周面から露出する部分は、外部加熱ベルト１０５の厚さと同じか僅かに大きい程度となるようにしている。即ち、平面部２０７ｃの直径は、第２張架ローラ１０４のベルトを張架する部分の外径（ローラ部外径）に外部加熱ベルト１０５の厚さの２倍を加えた大きさ、或いは、この大きさよりも僅かに大きい大きさとする。したがって、上述の所定の範囲とは、外部加熱ベルト１０５の厚さと同じか僅かに大きい程度の範囲である。
【００４３】
また、傾斜部２０７ｄは、平面部に対して、例えば５〜６０°の傾斜角度を有する。この傾斜角度の範囲は、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部との接触を低減でき、且つ、外部加熱ベルト１０５が乗り上げた場合でも、外部加熱ベルト１０５が脱落しないように、径方向の長さとの関係で定める。
【００４４】
本実施形態の場合、外部加熱ベルト１０５は、上述したように、加熱ローラ１０１に対して当接及び退避を行うので、当接状態と退避状態ではベルトの張力が異なる。そして、退避状態では、外部加熱ベルト１０５が撓んでしまう。そこで、本実施形態の場合には、このような撓みを考慮して、傾斜部２０７ｄの径方向長さ及び傾斜角度を定めている。
【００４５】
このように行使される本実施形態の場合、図６に示すように、外部加熱ベルト１０５が第２張架ローラ１０４に巻き付いている範囲（接触領域）Ｄ２においては、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７の間で相対速度が生じない。そのため、両部材が当接していても摺動摩耗は発生しない。
【００４６】
一方、外部加熱ベルト１０５が張架ローラ１０４に巻き付いていない範囲（非接触領域）Ｅにおいては、ベルト規制部材２０７と外部加熱ベルト１０５との間で相対速度が発生している。なお、この非接触領域Ｅが、第２張架ローラ１０４の外周面に当接していない外部加熱ベルト１０５の領域である。本実施形態では、上述のように、ベルト規制部材２０７が傾斜部２０７ｄを有するため、外部加熱ベルト１０５の非接触領域Ｅの幅方向端部の一部が、傾斜部２０７ｄに対向することになる。言い換えれば、ベルト規制部材２０７は、外部加熱ベルト１０５の非接触領域Ｅの幅方向端部が対向する部分の一部が、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部から離間している。
【００４７】
このように構成される本実施形態によれば、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部とベルト規制部材２０７との相対速度が生じる部分の少なくとも一部が離間しているため、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部の削れを低減できる。即ち、上述のように、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７との相対速度が生じる非接触領域Ｅの一部に、傾斜部２０７ｄを設けることで、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７とが摺動する面積を低減できる。この結果、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部の削れや摩耗を低減できる。
【００４８】
また、本実施形態の場合、ベルト規制部材２０７の平面部２０７ｃの径は、第２張架ローラ１０４のローラ部外径に外部加熱ベルト１０５の厚み２枚分を加えた大きさで、外部加熱ベルト１０５を平面部で受けるのに最低限必要な径となっている。したがって、この点からも、非接触領域Ｅにおける外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７と摺動する面積を抑えられ、外部加熱ベルト１０５の摩耗を低減している。
【００４９】
このように、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７の摺動面積を減らすことで、外部加熱ベルト１０５の寿命を向上させることができると共に、発生した削れ粉により画像品質を低下することを低減できる。
【００５０】
なお、上述したように、ベルト規制部材２０７の傾斜部２０７ｄの径方向の幅及び傾斜角度を設定することにより、外部加熱装置１０６が加熱ローラ１０１から脱着する際に外部加熱ベルト１０５がベルト規制部材２０７から脱落するのを防止できる。
【００５１】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図８ないし図１０を用いて説明する。上述の第１の実施形態の場合、ベルト規制部材２０７の平面部２０７ｃの径を小さくすることにより、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７の摺動部面積を小さくしている。しかしながら、樹脂を基材とするベルトを使用した場合、ベルト規制部材２０７において大きな接触応力が働くとベルト端部が外側に反り、外部加熱ベルト１０５がベルト規制部材２０７の傾斜部２０７ｄに進入してしまう可能性がある。そして、傾斜部２０７ｄによってベルトの寄り力を受けた場合、ベルト端面に亀裂が生じたり、ローラ表面との密着性が低下することにより熱伝達効率が損なわれる可能性がある。
【００５２】
そこで、本実施形態では、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７Ａの摺動部面積を小さくしつつ、傾斜部となる領域を少なくしている。このために本実施形態の場合、ベルト規制部材２０７Ａは、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部に接離する方向に弾性変形可能としている。そして、ベルト規制部材２０７Ａの、第２張架ローラ１０４の外周面に当接していない外部加熱ベルト１０５の幅方向端部が対向する部分の一部を、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部から離れる方向に弾性変形させる退避部材２０８を有する。
【００５３】
以下、具体的に説明する。図８及び図９に示すように、非接触領域Ｅの一部で、第２張架ローラ１０４の軸方向両端部に設けられたベルト規制部材２０７Ａの径方向先端側に退避部材２０８を当接させている。そして、ベルト規制部材２０７Ａの一部を、退避部材２０８によって図９の矢印Ｇの方向に加圧し、外部加熱ベルト１０５の幅方向端部と離間する方向に弾性変形させている。
【００５４】
退避部材２０８は、ローラ保持部材２０６に固定されており、ベルト規制部材２０７Ａとの当接部において外部加熱ベルト１０５の端面に対して、例えば５°〜１０°の傾斜を持つ。なお、この傾斜角度は、ベルト規制部材２０７Ａの材料、厚さなど弾性に関する性質を考慮して定める。
【００５５】
退避部材２０８の先端は、耐熱性を考慮し金属製のコロとなっており、ベルト規制部材２０７Ａとの摩擦抵抗を小さくし、第２張架ローラ１０４の回転負荷が増加するのを抑えている。断熱ブッシュ１０９は、ベルト規制部材２０７Ａと第２張架ローラ１０４の端部側面が密着するように配置されており、ベルト規制部材２０７Ａの穴形状を円形に保つことで、回転動作時にベルト規制部材２０７Ａと第２張架ローラ１０４の軸部がこじれるのを防ぐ。また、断熱ブッシュ１０９の外径は第２張架ローラ１０４のローラ部外径よりも小さく、ベルト規制部材２０７Ａを張架ローラ１０４の外径よりも内側から曲げ始めることにより、外部加熱ベルト１０５との摺動部面積を低減している。
【００５６】
このような退避部材２０８は、図８に示すように、外部加熱ベルト１０５の非接触領域の２箇所に設けられている。また、退避部材２０８は、ベルト規制部材２０７Ａの外周面より例えば３ｍｍ内側の位置を加圧している。これにより、曲げ開始部からの距離を小さくすることで、変形量の精度を高くすると共に、退避部材２０８が外部加熱ベルト１０５と接触することを防止している。
【００５７】
また、本実施形態のベルト規制部材２０７Ａは、図１０に示すように、自由状態でリング形状の薄い平板（例えば厚み０．２ｍｍ）で、バネ性の高い材質（ステンレスバネ鋼等）を用いている。ベルト規制部材２０７Ａの外部加熱ベルト１０５の幅方向端部と対向する面は、自由状態で、第２張架ローラ１０４の回転軸に直交する面である。これにより、上述したように、退避部材２０８に押圧された部分の弾性変形内で、外部加熱ベルト１０５とベルト規制部材２０７Ａとを離間する。一方、それ以外の部分は、弾性的に復元して、第２張架ローラ１０４の回転軸に直交する面となる。
【００５８】
なお、ベルト規制部材２０７Ａの外径は第２張架ローラ１０４のローラ部外径に例えば１０ｍｍ加えたもので、ベルト端部の反りが発生した場合でも外部加熱ベルト１０５がベルト規制部材２０７Ａを乗り越えることがないようにしている。
【００５９】
このように構成される本実施形態の場合、退避部材２０８によりベルト規制部材２０７Ａの非接触領域Ｅの一部を弾性的に傾斜させて、それ以外の部分は、第２張架ローラ１０４の回転軸に直交する面としている。このため、外部加熱ベルト１０５がベルト規制部材２０７Ａの傾斜している領域に進入しようとしても、それ以外の部分でその進入が止められる。また、非接触領域Ｅの一部は傾斜しているため、ベルト規制部材２０７Ａと外部加熱ベルト１０５とが摺動する面積を低減できる。この結果、ベルト端部の反りに起因するベルト破損や熱伝導効率の低下を防ぎつつ、ベルト規制部材２０７Ａとの摺動部面積の低減により外部加熱ベルト１０５の寿命を向上することができる。その他の構造及び作用は、上述の第１の実施形態と同様である。
【００６０】
＜他の実施形態＞
上述の説明では、本発明は像加熱装置の外部加熱装置に適用した場合について説明したが、ベルトにより駆動する装置であれば、例えば、中間転写ベルト部分、像加熱装置の加圧部材としてベルトを使用した構造などにも適用可能である。即ち、ベルトの幅方向端部と接触して、ベルトの幅方向の移動を規制するベルト規制部材を有する構造であれば、本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１０１・・・加熱ローラ（加熱部材）、１０２・・・加圧ローラ（加圧部材）、１０３・・・第１張架ローラ、１０４・・・第２張架ローラ、１０５・・・外部加熱ベルト、１０６・・・外部加熱装置（ベルト駆動装置）、２０７、２０７Ａ・・・ベルト規制部材、２０７ｃ・・・平面部、２０７ｄ・・・傾斜部、２０８・・・退避部材、Ｄ１、Ｄ２・・・接触領域、Ｅ・・・非接触領域、Ｎ・・・定着ニップ部、Ｐ・・・記録材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する無端状のベルトと、前記ベルトを張架する複数の張架ローラと、を備えたベルト駆動装置において、
前記複数の張架ローラのうちの少なくとも１個の張架ローラの軸方向端部に設けられ、前記ベルトの走行方向に交差する前記ベルトの幅方向端部と接触して、前記ベルトの幅方向の移動を規制するベルト規制部材を有し、
前記ベルト規制部材は、少なくとも、前記張架ローラの外周面に当接していない前記ベルトの幅方向端部が対向する部分の一部が、前記ベルトの幅方向端部から離間している、
ことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
前記ベルト規制部材は、前記張架ローラの径方向に関し、前記張架ローラの外周面から所定の範囲に前記張架ローラの回転軸に直交する平面部を、前記平面部の径方向外側に前記平面部と連続して、径方向外側に向かうほど前記ベルトの幅方向端部から離れる方向に傾斜した傾斜部を、それぞれ有する、
ことを特徴とする、請求項１に記載のベルト駆動装置。
【請求項３】
前記ベルト規制部材は、前記ベルトの幅方向端部に接離する方向に弾性変形可能で、
前記ベルト規制部材の、前記張架ローラの外周面に当接していない前記ベルトの幅方向端部が対向する部分の一部を、前記ベルトの幅方向端部から離れる方向に弾性変形させる退避部材を有する、
ことを特徴とする、請求項１に記載のベルト駆動装置。
【請求項４】
回転駆動される加熱部材と、前記加熱部材に当接してニップ部を形成する加圧部材と、複数の張架ローラに張架された無端状のベルトを前記加熱部材の表面に当接させることにより、前記加熱部材を外部から加熱する外部加熱装置と、を備え、前記ニップ部を通過する記録材を加熱する像加熱装置において、
前記外部加熱装置が、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載のベルト駆動装置である、
ことを特徴とする像加熱装置。
【請求項１】
走行する無端状のベルトと、前記ベルトを張架する複数の張架ローラと、を備えたベルト駆動装置において、
前記複数の張架ローラのうちの少なくとも１個の張架ローラの軸方向端部に設けられ、前記ベルトの走行方向に交差する前記ベルトの幅方向端部と接触して、前記ベルトの幅方向の移動を規制するベルト規制部材を有し、
前記ベルト規制部材は、少なくとも、前記張架ローラの外周面に当接していない前記ベルトの幅方向端部が対向する部分の一部が、前記ベルトの幅方向端部から離間している、
ことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
前記ベルト規制部材は、前記張架ローラの径方向に関し、前記張架ローラの外周面から所定の範囲に前記張架ローラの回転軸に直交する平面部を、前記平面部の径方向外側に前記平面部と連続して、径方向外側に向かうほど前記ベルトの幅方向端部から離れる方向に傾斜した傾斜部を、それぞれ有する、
ことを特徴とする、請求項１に記載のベルト駆動装置。
【請求項３】
前記ベルト規制部材は、前記ベルトの幅方向端部に接離する方向に弾性変形可能で、
前記ベルト規制部材の、前記張架ローラの外周面に当接していない前記ベルトの幅方向端部が対向する部分の一部を、前記ベルトの幅方向端部から離れる方向に弾性変形させる退避部材を有する、
ことを特徴とする、請求項１に記載のベルト駆動装置。
【請求項４】
回転駆動される加熱部材と、前記加熱部材に当接してニップ部を形成する加圧部材と、複数の張架ローラに張架された無端状のベルトを前記加熱部材の表面に当接させることにより、前記加熱部材を外部から加熱する外部加熱装置と、を備え、前記ニップ部を通過する記録材を加熱する像加熱装置において、
前記外部加熱装置が、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載のベルト駆動装置である、
ことを特徴とする像加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１０９２０６（Ｐ２０１３−１０９２０６Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５４９５４（Ｐ２０１１−２５４９５４）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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