JP3636275B2 - Belt position detection device for belt conveyor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルトが循環搬送されるベルト搬送装置で例えば蛇行制御用に用いられるベルト位置検知装置に係り、特に、電子写真複写機等の画像形成装置で用いられる所謂ベルトニップ方式の定着装置に対して有効なベルト搬送装置のベルト位置検知装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来この種のベルト搬送装置としては、例えばベルトニップ方式の定着装置(高速・高画質のカラー定着用として使用可能な定着装置)において熱定着ロールに圧接配置されるものがある。
これは、複数の支持ロール群を平行配置すると共に、これらの支持ロール群に無端状の耐熱性ベルトを掛け渡し、ベルトを循環搬送することにより、熱定着ロールとベルトとの間で未定着トナー像が担持された用紙などを搬送するものである(例えば特開平5−150678号公報参照)。
【0003】
ところで、この種の無端状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は、ベルトの片寄り(蛇行)が重要な技術的課題であり、通常、ベルトが張架される支持ロールの一つを傾動自在なステアリングロールとし、このステアリングロールのアライメント調整を行うことで、ベルトの片寄り矯正を行うという手法が採用される。
このようなベルトの片寄り矯正を行うには、ベルトの片寄りを検知するためにベルトの端部位置に対向した箇所にベルト位置検知装置を設置することが必要不可欠である。
【0004】
従来この種のベルト位置検知装置としては例えば光学式センサを用いたものが考えられるが、定着装置のように、周辺が高温となる環境下では信頼性の点で好ましくないばかりか、ポリイミド樹脂等の樹脂ベルトを使用する態様にあっては、ベルト端部まで遮光性のあるコート層を均一に被覆することが製造上難しいため、例えば図17に示すように、ベルト基材101上の表面コート層102の端部位置のばらつきにより、ベルト100の端部位置を光学式センサ110では確実に検知できない懸念があり、また、仮に検知できたとしても、ベルト100端部の加工精度上、チャタリングを処理してベルト100の片寄りを制御しなければならず、ベルト100の片寄り制御が極めて面倒になってしまう。尚、図17中、符号103は熱定着ロールである。
【0005】
このため、従来この種のベルト位置検知装置の問題点を解決するための手段として、例えば、特開平5−341673号公報、特開平8−22213号公報に記載されているようなメカニカルなマイクロスイッチ120を利用するものが開示されている。
これは、例えば図18に示すように、ベルト100の端部に接触してベルト100の端部位置の移動に応じて揺動する一本のワイヤからなるワイヤアクチュエータ(揺動検知アーム)121を有し、このワイヤアクチュエータ121の揺動位置に基づいてベルト100位置を検知するものである。
このタイプによれば、ワイヤアクチュエータ121によってベルト100の端部位置を確実に検知することが可能であるほか、マイクロスイッチ120のオンオフ動作に必要なワイヤアクチュエータ121の揺動範囲を任意に設定することで、感度が過敏にならないように感度調整することができるため、光学式センサ110の場合と異なり、ベルト100の片寄り制御も簡単になる点で好ましい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種のマイクロスイッチ方式のベルト位置検知装置にあっては、図18に示すように、ワイヤアクチュエータ121はベルト100端部に常時接触して摺動しているため、ベルト100端部までコート層(例えば弾性層及び離型層)が被覆されている場合には、ベルト100端部のコート層100aが傷付いたり、剥がれたりするという懸念がある。更に、このような状態になると、ベルト100端部のエッジが直接熱定着ロール103に接触し、熱定着ロール103表面のコート層103aにも傷や剥がれが生ずる懸念がある。
このため、従来にあっては、ベルト100に被覆させたコート層の傷や剥がれを防止するために、ベルト基材端部をマスキングしてベルト100端部にコート層を設けない態様にせざるを得ず、その分、ベルト100の製造コストが嵩むという技術的課題につながる。
【0007】
また、図19に示すように、板バネ123の先端に硬質プラスチックからなる硬質ローラ(言い換えれば硬質コロ)122を設け、ベルト100端部及び硬質コロ122の接触部の磨耗を低減させた態様のものが既に提供されている(例えば特開平5−341673号公報参照)。
しかしながら、このタイプにあっては、例えば剛性が高く摩擦力の高い金属ベルトに対しては有効であるものの、ベルトを循環搬送するベルト搬送装置(例えば、熱定着装置)のベルトに金属性のベルトを用いた場合、金属ベルトの磨耗粉や、ジャム除去時のベルト端部の安全性に大きな問題がある。
一方、剛性が低いポリイミド樹脂などの低剛性ベルトに対して使用すると、接触圧を弱くする必要があると共にベルト端の摩擦力が低く、また、シリコンオイル等の影響もあり、硬質ローラ(硬質コロ)では安定的な回転が得られず、結局、ベルト端部に硬質ローラが接触したまま摺動するため、ベルト端部の傷付きや剥がれを有効に回避するには未だ不十分である。
【0008】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、ベルトの種類に影響することなく、揺動検知アームとベルト端部との接触に伴うベルト端部の損傷を確実に防止することができるベルト搬送装置のベルト位置検知装置を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、図1に示すように、少なくとも蛇行調整用の傾動自在なステアリングロール2aが含まれる複数のロール群2を平行配置すると共に、これらのロール群2に無端状のベルト1を掛け渡し、ベルト1を循環搬送するベルト搬送装置に対して用いられるベルト位置検知装置3であって、ベルト1の端部位置の移動に応じて揺動しベルト1位置が検知されるワイヤ状揺動検知アーム4を有し、この揺動検知アーム4のベルト1端部との接触部に対応した箇所に、少なくとも表面部が弾性層5aからなる弾性コロ5を、揺動検知アーム自体を軸として回転自在に装着したことを特徴とするものである。
尚、図1はベルトニップ方式の定着装置におけるベルト搬送装置を例示しており、図中7は熱定着ロール、8は熱定着ロール7との間でベルト1を挟持することで定着ニップ域を形成するアシスト部材、9は用紙等の記録材を夫々示す。
【0010】
このような技術的手段において、本願のベルト位置検知装置3は、広くベルト搬送装置に対して適用されるが、特に、高温環境下での信頼性が高い点や、揺動検知アーム4の揺動範囲を任意に設定することで感度調整を簡単に行える点からすれば、ベルトニップ方式の定着装置で使用されるベルト搬送装置に対して有効である。
また、本願のベルト位置検知装置3のレイアウトについては、ベルト搬送装置のベルト1の片側端部に設置してもよいし、あるいは、ベルト1の両側端部に夫々対向して設置するようにしてもよい。
更に、本願の対象となるベルト1については、いかなるベルト1(金属ベルト、ゴム又は樹脂ベルト)に対しても適用可能であるが、特には、剛性の低いポリイミド樹脂等の低剛性ベルト1(ベルト基材1aに対し端部までコート層1bで被覆した態様)に対して有効である。
【0011】
また、揺動検知アーム4の揺動範囲については、ベルト1の蛇行制御を行う上で必要になる蛇行許容幅を考慮して設定すればよく、ベルト位置検知装置3のオン接点、オフ接点をこの揺動検知アーム4の揺動位置にて適宜設定するようにすればよい。
【0012】
更に、ベルト位置検知装置3のレイアウトについては、ベルト1端部に対応して設置すれば任意に設定して差し支えないが、ステアリングロール2aの傾動に応じて相対位置が変化するベルト1領域の端部に対向して揺動検知アーム4を配置した場合、弾性コロ5の長さ寸法をベルト1の相対移動量よりも大きく設定することが必要である。
【0013】
更にまた、揺動検知アーム4に弾性コロ5を装着する場合に、弾性コロ5が不必要に移動しないように位置決めされた状態で装着されることが好ましく、例えば揺動検知アーム4に固着された位置決め部材6にて弾性コロ5の下部位置を位置決めする態様が挙げられる。
ここで、位置決め部材6の形状などについては、算盤珠状体、球体、楕円体など適宜選定して差し支えないし、また、位置決め部材6の取付構造については、位置決め部材6に、揺動検知アーム4の径寸法と同等の貫通孔を設け、この貫通孔に揺動検知アーム4を貫通させ、所定位置で接着剤などで位置決め部材6を固定する等適宜選定して差し支えない。
【0014】
また、弾性コロ5については、コロ基材5bの表面に弾性層5aを形成するようにしたものであってもよいし、全体を弾性体で構成するようにしたものであってもよい。
ここで、コロ基材5bの表面に弾性層5aを形成する態様としては、例えばコロ基材5b表面に弾性材料を層状にコーティングした態様、コロ基材5bに弾性チューブを嵌合装着したり、あるいは、コロ基材5bそのものを弾性チューブで構成する態様、あるいは、コロ基材5bを熱収縮チューブで被覆する態様が挙げられる。
一方、弾性コロ5を弾性体で構成する態様としては、コロ基材5bそのものを弾性材料で成形する態様、コロ基材5bそのものを弾性チューブで構成する態様、コロ基材5bそのものを熱収縮チューブで構成する態様のものが挙げられる。この場合、長尺のコロ基材5bに熱収縮チューブを予め被覆したり、あるいは、長尺な熱収縮チューブを収縮させた後に各弾性コロ5の長さ寸法に切断するという製造法を採用すれば、弾性コロ5の製造工程を簡略化できる点で好ましい。
【0015】
また、弾性コロ5が弾性体のみで構成されている態様においては、弾性コロ5の形状を保護するという観点から、弾性コロ5の両端を揺動検知アーム4に固着された保護部材で覆うようにすることが好ましい。
【0016】
次に、上述した技術的手段の作用について説明する。
図1において、ベルト位置検知装置3の揺動検知アーム4は、ベルト1の端部位置の移動に応じて揺動しベルト位置を検知する。
このとき、揺動検知アーム4に回転自在に装着されている弾性コロ5がベルト1端部に接触している。
このような状態において、揺動検知アーム4のベルト1端部への接触圧や、接触面積が小さいとしても、あるいは、弾性コロ5とベルト1端部との間に離型材(シリコンオイル等)等が塗布されるとしても、弾性コロ5の弾性層5aの存在によって弾性コロ5とベルト1端部との間の摩擦力が上がり、弾性コロ5は安定して回転すると共に、ベルト1端部は弾性コロ5の回転に従動する。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図2及び図3は本発明が適用されたベルトニップ方式の定着装置の実施の一形態を示す。
同図において、定着装置は、ヒーター21が内蔵された熱定着ロール20と、複数の支持ロール31〜33に掛け渡されて前記熱定着ロール20に対し所定の定着ニップ域にて圧接配置される無端ベルト34を有するベルトモジュール30とを備えたものである。
【0018】
本実施の形態において、熱定着ロール20は弾性層を有するものであり、この熱定着ロール20の周囲のうち定着ニップ域の上流側には、例えばトナー離型剤としてのオイルを供給するオイル供給装置22が設けられ、また、定着ニップ域の下流側には、熱定着ロール20上の転移トナーを清掃するためのウエブクリーニング装置23が設けられている。
【0019】
一方、ベルトモジュール30の無端ベルト34としては、例えば低剛性のポリイミド樹脂からなるベルト基材34aの表面全体を弾性層及び離型層からなるコート層34bで被覆したものが使用されている(図6参照)。
そして、無端ベルト34の定着ニップ域下流端には前記支持ロール31が熱定着ロール20側に押圧配置されており、当該支持ロール31に対応した熱定着ロール20部分を弾性変形させることで用紙15のセルフストリッピング機能を確保するようになっている。
更に、無端ベルト34の定着ニップ域の支持ロール31の手前内側にはアシストパッド35が配設されており、無端ベルト34を熱定着ロール20との間で挟持することで、セルフストリッピング部位における無端ベルト34の速度アップを抑え、像乱れを抑えるようになっている。
尚、本実施の形態において、無端ベルト34の定着ニップ域の手前側に位置する支持ロール32内にはヒーター(図示せず)が内蔵されており、定着ニップ域に向かう無端ベルト34を予備加熱するようになっている。
【0020】
また、本実施の形態において、支持ロール33は傾動自在なステアリングロールとして構成されており、このステアリングロール33と支持ロール32との間に位置する無端ベルト34の端部に、ベルト位置検知装置40が設置され、このベルト位置検知装置40からの検知信号がコントローラ50に入力され、このコントローラ50からの制御信号がアライメント調整装置60を制御し、ステアリングロール33を所定位置に傾動させるようになっている。
尚、本実施の形態では、アライメント調整装置60は、所定方向に回動自在なステアリングモータ61と、このステアリングモータ61のシャフト61aに対して回動自在に連結され且つステアリングモータ61のシャフト61aに対して偏心した部位に偏心係止部62aが形成された偏心カム62と、この偏心カム62の偏心係止部62aとステアリングロール33の回動軸支持部(図示せず)とを拘束するリンク機構64とを備えたものである。
【0021】
特に、本実施の形態において、ベルト位置検知装置40は、図4に示すように、メカニカルなマイクロスイッチ方式のものであり、スイッチ本体41に対するスイッチ接片として働く揺動自在なワイヤアクチュエータ45を有している。尚、図4中、符号42はスイッチ本体41からの接続端子を示す。
このワイヤアクチュエータ45は、図5(a)(b)に示すように、例えば(株)ヒロセチェリープレシジョン製の型番014−0028Nで使用されるようなステンレス製の外径寸法d(φ0.6)の円形ワイヤが用いられ、基端がスイッチ本体41の揺動支点451に揺動自在に支承されると共に、先端が鈎状折曲部452として折曲形成されている。
このワイヤアクチュエータ45の揺動方向は無端ベルト34の蛇行方向に対応した方向に設定されており、その揺動範囲は、無端ベルト34の蛇行許容範囲内でスイッチ本体41内のオン接点とオフ接点とを切替るように設定されている。
【0022】
そして、このワイヤアクチュエータ45には、弾性コロ46が回転自在に装着されている。
ここで、弾性コロ46は、円柱状のコロ基材461の中心にワイヤアクチュエータ45の外径寸法dよりも僅かに大きい孔径のワイヤ挿通孔462を開設する一方、コロ基材461の側方周面を弾性層463で被覆したものであり、前記ワイヤ挿通孔462にワイヤアクチュエータ45を挿通させるようにしたものである。
特に、本実施の形態では、ステアリングロール33が傾動することで、ベルト位置検知装置40に対応した無端ベルト34の端部位置が変位するため、上記弾性コロ46の長さ寸法hは、ステアリングロール33の傾動に伴う無端ベルト34の端部位置が変位しても、なおかつ、弾性コロ46と無端ベルト34の端部位置とが接触状態を保つように選定されている。
【0023】
更に、ワイヤアクチュエータ45の弾性コロ46の下部規制位置に対応した箇所には、例えば算盤珠状の位置決め珠47が取付けられる。
この位置決め珠47はその中心位置にワイヤアクチュエータ45と同等の孔径からなる貫通孔471を有し、この貫通孔471に前記ワイヤアクチュエータ45を貫通させて接着剤などで固着したものである。
【0024】
次に、本実施の形態に係るベルト位置検知装置40の作動について説明する。
本実施の形態では、図6に示すように、ワイヤアクチュエータ45の弾性コロ46が無端ベルト34の端部に接触配置されており、無端ベルト34が蛇行すると、その蛇行に追従してワイヤアクチュエータ45が揺動する。
そして、ワイヤアクチュエータ45の揺動量が所定量に到達すると、スイッチ本体41のオン接点あるいはオフ接点が閉じ、コントローラ50に所定の検知信号を送出する。
そして、コントローラ50はアライメント調整装置60を制御し、ステアリングロール33を適宜傾動させ、無端ベルト34の蛇行を制御する。
【0025】
このようなベルト位置検知装置40の挙動を見てみると、ワイヤアクチュエータ45を無端ベルト34の端部に対して非常に小さい接触圧(本例では、(株)ヒロセチェリープレシジョン製,軽トルク作動形スイッチE53シリーズの動作トルク6.2g-cm以下を使用)で押圧し、かつ、熱定着ロール20からの離型材としてのシリコンオイル70(図8参照)が無端ベルト34の表面に間接的に塗布されるような条件下においても、無端ベルト34の端部に接触する弾性コロ46は安定して回転し、無端ベルト34の端部は弾性コロ46に従動していることが確認された。
【0026】
このため、弾性コロ46が回転しないで無端ベルト34の端部に摺動する事態は生ぜず、無端ベルト34の端部のコート層34bが傷ついたり、剥がれたりする事態は全く見られなかった。
また、ワイヤアクチュエータ45の無端ベルト34端部への接触圧が非常に小さいため、無端ベルト34の張力を不必要に上げることなく、無端ベルト34の端部が接触によりめくれたりする事態は全く見られなかった。
更に、本実施の形態では、無端ベルト34の端部までコート層34bで被覆されており、無端ベルト34の端部が損傷することはないため、密着する熱定着ロール20の表面に損傷した無端ベルト34の端部が直接接触する事態は生ぜず、熱定着ロール20の表面が損傷することはない。
【0027】
また、本実施の形態においては、図6に示すように、無端ベルト34の端部に弾性コロ46を接触配置するようにしているため、ワイヤアクチュエータ45の軸方向位置によっては、図7(a)(b)に示すように、弾性コロ46が無端ベルト34の端部と傾斜した状態で接触するという事態が起こる。
しかしながら、弾性コロ46が無端ベルト34の端部に対して傾斜配置されたとしても、弾性コロ46の弾性層463(図6参照)の存在により、無端ベルト34の端部が損傷することはない。
従って、弾性コロ46の接触面を無端ベルト34の端部に対して必ずしも平行配置する必要はないため、その分、ベルト位置検知装置40の取付位置の自由度が増大する。
【0028】
更に、本実施の形態では、定着装置に用紙15が通過するとき、熱定着ロール20表面の離型材としてのシリコンオイル70は用紙15にほとんど含浸するが、通常無端ベルト34の幅寸法は用紙15幅よりも広いため、図8に示すように、無端ベルト34の端部表面には熱定着ロール20上のシリコンオイル70が間接的に塗布されて常時保たれる。
このとき、弾性コロ46の下部に位置する位置決め珠47には無端ベルト34の端部から付着したシリコンオイル70が一時的に蓄えられ、継続的に、弾性コロ46の回転軸部(ワイヤアクチュエータ45とワイヤ挿通孔462との係合部に相当)にシリコンオイル70が補給される。
このため、弾性コロ46の回転軸部の磨耗が防止され、弾性コロ46の回転が安定的に維持される。
【0029】
次に、本実施の形態に係るワイヤアクチュエータ周辺部の製造法について図9、図10に基づいて説明する。
図9においては、先ず、ワイヤアクチュエータ45に弾性コロ46のコロ基材461、位置決め珠47を組み付ける一方、弾性コロ46の弾性層形成用として前記コロ基材461よりも大きい内径の熱収縮チューブ464を用意し、前記コロ基材461の周囲に熱収縮チューブ464を遊嵌した状態で熱風による加熱工程を施すことで、コロ基材461の表面に熱収縮チューブ464を被覆させるようにすればよい。
また、図10に示すように、長尺なコロ基材465の周囲に熱収縮チューブ466を被覆した後、所定寸法毎に切断して弾性コロ46(端寸のコロ基材461,熱収縮チューブ464による弾性層463)を形成し、一方、ワイヤアクチュエータ45に位置決め珠47を予め組み付けておき、これに前記弾性コロ46を組み付けるようにしてもよい。
後者の製造法によれば、コロ基材465に対する熱収縮チューブ464による被覆処理を一括して行えるので、個々的に行う前者の製造法に比べて製造工程がより簡略化される。
【0030】
また、本実施の形態によれば、ワイヤアクチュエータ45は揺動支点451を支点として揺動自在に支承されているが、これに限られるものではなく、例えば図11に示すように、基端が揺動支点451に揺動支持されたワイヤアクチュエータ45の一部に屈曲部453を設けると共に、ベルト位置検知装置40のスイッチ本体41の取付面を無端ベルト34の接線方向と平行に配置し、弾性コロ46の接触面を無端ベルト34の端部と常時平行になるようにしてもよい。
この場合、弾性コロ46が無端ベルト34の表面コート層34bに殆ど接触しなくなり、弾性コロ46による表面コート層34bの磨耗は全く起こらない点で好ましい。
【0031】
更に、本実施の形態では、算盤珠状の位置決め珠47を用いているが、これに限られるものではなく、例えば図12に示すように、球体状の位置決め珠47’を始め適宜選定して差し支えない。
【0032】
また、弾性コロ46についても、実施の形態で示したものに限られるものではなく、例えば図13〜図16で示すような変形形態で構成してもよい。
図13は、コロ基材461の長さ寸法h1よりも熱収縮チューブ464(弾性層463を構成)の長さ寸法h2を短くした態様を示し、また、図14はコロ基材461の長さ寸法h1よりも熱収縮チューブ464(弾性層463構成用)の長さ寸法h2を長く設定し、熱収縮チューブ464の両端縮径部467で熱収縮チューブ464を抜け難くした態様を示す。
また、図15は、コロ基材461を糸巻き形状として、コロ基材461の両端に大径部468を形成し、この大径部468で挟まれるコロ基材461の周面に熱収縮チューブ464(弾性層463構成用)を被覆することで、熱収縮チューブ464を抜け難くした態様を示す。
更に、図16は、硬質のコロ基材461を用いずに、熱収縮チューブ464のみで弾性コロ46を構成した態様を示す。
このような態様においては、硬質のコロ基材461を用いないため、弾性コロ46の両端の形状崩れが起こり易い。
このため、例えば弾性コロ46の両端に対応したワイヤアクチュエータ45にワッシャ48を固定し、弾性コロ46の両端の形状崩れを回避することが好ましい。
【0033】
尚、実施の形態及び変形形態では、弾性コロ46はいずれも熱収縮チューブ464を使用したものを例示したが、これに限られないことは勿論である。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、メカニカルなマイクロスイッチ方式のベルト位置検知装置において、ベルト端部の移動に応じて揺動するワイヤ状揺動検知アーム自体を軸として弾性コロを回転自在に装着し、この弾性コロをベルト端部に接触配置するようにしたので、揺動検知アームのベルト端部への接触圧や、接触面積が小さいとしても、あるいは、弾性コロとベルト端部との間に離型材(シリコンオイル等)等が塗布されたとしても、弾性コロの弾性層の存在によって弾性コロとベルト端部との間の摩擦力を上げ、弾性コロを安定して回転させると共に、ベルト端部を弾性コロの回転に従動させることができる。
このため、弱い接触圧でも、ベルト端部に対し揺動検知アームが摺動することはなく、ベルト端部の損傷を確実に防止することができる。
【0035】
従って、低剛性ベルトを使用する場合でも、ベルト張力を上げたりせずに接触によるベルトめくれを防止でき、長期に渡りベルトの信頼性が確保できる。
更に、ベルト基材端部までコート層が被覆されていても、弾性コロの存在によりベルト端部の傷や剥がれを防止することが可能になるため、ベルト基材端部をマスキングしてコート層をベルト端部に設けないというような面倒な製造工程が不要になり、ベルトの製造コストを削減することができる。
また、本発明に係るベルト位置検知装置は、既存のマイクロスイッチ方式に弾性コロを単に付加しただけの構成で済むため、既存のベルト位置検知装置を流用することで、簡単に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用されたベルト搬送装置のベルト位置検知装置の概要を示す説明図である。
【図2】 本発明が適用されたベルトニップ方式の定着装置の概要を示す説明図である。
【図3】 図2中III方向から見た矢視図である。
【図4】 実施の形態で用いられるベルト位置検知装置の概要を示す説明図である。
【図5】 (a)は図4のベルト位置検知装置のワイヤアクチュエータ周辺部(図4中V部)の構成を示す説明図、(b)はその断面説明図である。
【図6】 図3のIV部断面詳細図である。
【図7】 (a)(b)は実施の形態に係るベルト位置検知装置の取付姿勢を示す説明図である。
【図8】 実施の形態に係るベルト位置検知装置へのベルト上のシリコンオイルの影響を示す説明図である。
【図9】 実施の形態に係るベルト位置検知装置のワイヤアクチュエータ周辺部の製造法の一例を示す説明図である。
【図10】 実施の形態に係るベルト位置検知装置のワイヤアクチュエータ周辺部の製造法の他の例を示す説明図である。
【図11】 実施の形態に係るワイヤアクチュエータの支持構造の変形形態を示す説明図である。
【図12】 実施の形態に係る弾性コロの位置決め構造の変形形態を示す説明図である。
【図13】 (a)は実施の形態に係る弾性コロの他の変形形態を示す説明図、(b)はその断面説明図である。
【図14】 (a)は実施の形態に係る弾性コロの更に他の変形形態を示す説明図、(b)はその断面説明図である。
【図15】 (a)は実施の形態に係る弾性コロの更に他の変形形態を示す説明図、(b)はその断面説明図である。
【図16】 (a)は実施の形態に係る弾性コロの更に他の変形形態を示す説明図、(b)はその断面説明図である。
【図17】 従来に係るベルトニップ方式の定着装置で用いられるベルト位置検知装置の一例を示す説明図である。
【図18】 従来に係るベルトニップ方式の定着装置で用いられるベルト位置検知装置の他の例を示す説明図である。
【図19】 従来に係るベルトニップ方式の定着装置で用いられるベルト位置検知装置の更に他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
1…ベルト,1a…ベルト基材,1b…コート層,2…ロール群,2a…ステアリングロール,3…ベルト位置検知装置,4…揺動検知アーム,5…弾性コロ,5a…弾性層,5b…コロ基材,6…位置決め部材,7…熱定着ロール,8…アシスト部材,9…記録材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a belt position detecting device used for meandering control in a belt conveying device in which a belt is circulated, and more particularly to a so-called belt nip type fixing device used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine. The present invention relates to an improvement in a belt position detection device for a belt conveying device that is effective.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of belt conveying device, for example, there is a belt nip type fixing device (fixing device that can be used for color fixing with high speed and high image quality) that is disposed in pressure contact with a heat fixing roll.
This is because a plurality of support roll groups are arranged in parallel, an endless heat-resistant belt is stretched over these support roll groups, and the belt is circulated and conveyed, whereby unfixed toner is provided between the heat fixing roll and the belt. A sheet carrying an image or the like is conveyed (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 5-150678).
[0003]
By the way, in the belt nip type fixing device using this kind of endless belt, the deviation (meandering) of the belt is an important technical problem. Usually, one of the supporting rolls on which the belt is stretched is used. A technique is adopted in which a tiltable steering roll is used, and the belt is offset by adjusting the alignment of the steering roll.
In order to perform such belt misalignment correction, it is indispensable to install a belt position detecting device at a position facing the end position of the belt in order to detect the belt misalignment.
[0004]
Conventionally, as this type of belt position detecting device, for example, one using an optical sensor can be considered, but it is not preferable in terms of reliability in an environment where the surroundings are at a high temperature like a fixing device, and polyimide resin or the like. In the embodiment using the resin belt, since it is difficult in production to uniformly coat the light-shielding coat layer up to the belt end portion, for example, as shown in FIG. Due to variations in the end position of the
[0005]
For this reason, as a means for solving the problems of this type of conventional belt position detection device, for example, a mechanical microswitch as described in JP-A-5-341673 and JP-A-8-22213 Those using 120 are disclosed.
For example, as shown in FIG. 18, a wire actuator (swing detection arm) 121 made of a single wire that touches the end of the
According to this type, the end position of the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this type of microswitch-type belt position detecting device, as shown in FIG. 18, the
For this reason, conventionally, in order to prevent the coating layer coated on the
[0007]
In addition, as shown in FIG. 19, a hard roller (in other words, a hard roller) 122 made of hard plastic is provided at the tip of the
However, although this type is effective for a metal belt having high rigidity and high frictional force, for example, a metallic belt is used as a belt of a belt conveyance device (for example, a heat fixing device) that circulates and conveys the belt. When using, there is a big problem in the safety of the metal belt wear powder and the belt end when removing the jam.
On the other hand, if it is used for a low-rigidity belt such as polyimide resin with low rigidity, it is necessary to reduce the contact pressure, and the frictional force at the belt end is low. ) Does not provide stable rotation, and eventually slides with the hard roller in contact with the belt end, it is still insufficient to effectively avoid scratching or peeling off the belt end.
[0008]
The present invention has been made to solve the above technical problem, and reliably damages the belt end portion due to the contact between the swing detection arm and the belt end portion without affecting the type of the belt. It is an object of the present invention to provide a belt position detecting device for a belt conveying device that can be prevented.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
That is, according to the present invention, as shown in FIG. 1, a plurality of roll groups 2 including at least a tiltable steering roll 2 a for adjusting meandering are arranged in parallel, and an endless belt 1 is attached to these roll groups 2. A belt position detection device 3 used for a belt conveyance device that circulates and conveys the belt 1, and swings according to the movement of the end position of the belt 1 to detect the position of the belt 1.Wire shapeAn elastic roller 5 having an oscillation layer 4 having at least a surface portion is provided at a position corresponding to a contact portion with the belt 1 end of the oscillation detection arm 4.Using the swing detection arm itself as the axisIt is characterized by being mounted rotatably.
1 illustrates a belt conveying device in a belt nip type fixing device. In FIG. 1, reference numeral 7 denotes a heat fixing roll, and 8 denotes a fixing nip region by sandwiching the belt 1 with the heat fixing roll 7. Assist members 9 and 9 are recording materials such as paper.
[0010]
In such technical means,Belt position detector 3Is widely applied to belt conveyors, but in particular, it is easy to adjust the sensitivity by arbitrarily setting the point of high reliability in a high-temperature environment and the swing range of the swing detection arm 4 From a point of view, this is effective for a belt conveying device used in a belt nip type fixing device.
In addition, the layout of the belt position detecting device 3 of the present application may be installed at one end of the belt 1 of the belt conveying device, or may be installed opposite to both end portions of the belt 1. Also good.
Furthermore, the belt 1 which is the subject of the present application can be applied to any belt 1 (metal belt, rubber or resin belt), and in particular, low rigidity such as polyimide resin having low rigidity.Belt 1This is effective for the aspect in which the belt substrate 1a is covered with the coat layer 1b up to the end.
[0011]
Further, the swing range of the swing detection arm 4 may be set in consideration of the meandering allowable width necessary for performing the meandering control of the belt 1, and the ON contact and the OFF contact of the belt position detection device 3 are set. What is necessary is just to set suitably in the rocking | fluctuation position of this rocking | fluctuation detection arm 4.
[0012]
Further, the layout of the belt position detecting device 3 may be arbitrarily set if it is installed corresponding to the end portion of the belt 1, but the end of the belt 1 region where the relative position changes according to the tilting of the steering roll 2a. In the case where the swing detection arm 4 is arranged facing the portion, it is necessary to set the length dimension of the elastic roller 5 to be larger than the relative movement amount of the belt 1.
[0013]
Furthermore, when the elastic roller 5 is attached to the swing detection arm 4, the elastic roller 5 is not moved unnecessarily.Preferably mounted in a positioned stateFor example, the lower position of the elastic roller 5 is positioned by the positioning member 6 fixed to the swing detection arm 4.An embodiment is mentioned.
Here, the positioning member 6 may be appropriately selected from an abacus bead, a sphere, an ellipsoid, and the like, and the positioning member 6 may be mounted on the positioning member 6 with the swing detection arm 4. A through-hole having the same diameter as the above-described diameter may be provided, and the rocking detection arm 4 may be passed through the through-hole, and the positioning member 6 may be fixed with an adhesive or the like at a predetermined position.
[0014]
Further, the elastic roller 5 may be one in which the elastic layer 5a is formed on the surface of the roller base material 5b, or may be one in which the whole is constituted by an elastic body.
here,Roller substrate 5bAs an aspect of forming the elastic layer 5a on the surface, for example, an aspect in which the surface of the roller base 5b is coated with an elastic material in a layered manner, an elastic tube is fitted to the roller base 5b, orRoller substrate 5bThe aspect which comprises itself with an elastic tube, or the aspect which coat | covers the roller base material 5b with a heat-shrinkable tube is mentioned.
On the other hand, as an aspect in which the elastic roller 5 is constituted by an elastic body, an aspect in which the roller base material 5b itself is formed of an elastic material, an aspect in which the roller base material 5b itself is constituted by an elastic tube, and the roller base material 5b itself is a heat-shrinkable tube. The thing of the aspect comprised by is mentioned. In this case, the longRoller substrate 5bIf the manufacturing method of covering the heat shrinkable tube in advance or cutting the length of each elastic roller 5 after shrinking the long heat shrinkable tube is adopted, the manufacturing process of the elastic roller 5 is simplified. It is preferable in that it can be made.
[0015]
Also,Elastic roller 5In the embodiment in which the elastic roller 5 is formed only from the viewpoint of protecting the shape of the elastic roller 5, it is preferable to cover both ends of the elastic roller 5 with protective members fixed to the swing detection arm 4. .
[0016]
Next, the operation of the technical means described above will be described.
In FIG. 1, the swing detection arm 4 of the belt position detection device 3 swings according to the movement of the end position of the belt 1 and detects the belt position.
At this time, the elastic roller 5 rotatably attached to the swing detection arm 4 is in contact with the end portion of the belt 1.
In such a state, even if the contact pressure or contact area of the swing detection arm 4 to the end of the belt 1 is small, or a release material (silicon oil or the like) between the elastic roller 5 and the end of the belt 1 Is applied, the frictional force between the elastic roller 5 and the end of the belt 1 increases due to the presence of the elastic layer 5a of the elastic roller 5, and the elastic roller 5 rotates stably and the end of the belt 1 Follows the rotation of the elastic roller 5.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
2 and 3 show an embodiment of a belt nip type fixing device to which the present invention is applied.
In the figure, the fixing device is placed on a
[0018]
In the present embodiment, the
[0019]
On the other hand, as the
The
Further, an
In the present embodiment, a heater (not shown) is built in the
[0020]
Further, in the present embodiment, the
In the present embodiment, the
[0021]
In particular, in the present embodiment, the belt
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), this
The swinging direction of the
[0022]
An
Here, the
In particular, in the present embodiment, since the end position of the
[0023]
Further, for example, an abacus bead-
The
[0024]
Next, the operation of the belt
In this embodiment, as shown in FIG. 6, the
When the swinging amount of the
Then, the
[0025]
Looking at the behavior of the belt
[0026]
For this reason, the situation where the
Further, since the contact pressure of the
Furthermore, in the present embodiment, the end of the
[0027]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, since the
However, even if the
Accordingly, the contact surface of the
[0028]
Further, in the present embodiment, when the
At this time, the
For this reason, wear of the rotating shaft portion of the
[0029]
Next, the manufacturing method of the wire actuator peripheral part which concerns on this Embodiment is demonstrated based on FIG. 9, FIG.
In FIG. 9, first, the
Also, as shown in FIG. 10, a heat
According to the latter manufacturing method, since the coating process with the heat-
[0030]
Further, according to the present embodiment, the
In this case, it is preferable in that the
[0031]
Furthermore, in the present embodiment, the abacus bead-shaped
[0032]
Further, the
13 shows an embodiment in which the length h2 of the heat shrinkable tube 464 (which constitutes the elastic layer 463) is shorter than the length h1 of the
Further, FIG. 15 shows that the
Further, FIG. 16 shows an aspect in which the
In such an embodiment, since the hard
For this reason, for example, it is preferable to fix the
[0033]
In the embodiment and the modification, the
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the mechanical microswitch type belt position detecting device, the belt swings in accordance with the movement of the belt end.Wire shapeSwing detection armUsing itself as an axisSince the elastic roller is rotatably mounted and this elastic roller is arranged in contact with the belt end, even if the contact pressure to the belt end of the oscillation detection arm or the contact area is small, the elastic roller Even if a release material (silicone oil, etc.) is applied between the belt and the belt end, the elastic layer of the elastic roller increases the frictional force between the elastic roller and the belt end to stabilize the elastic roller. And the belt end can be driven by the rotation of the elastic roller.
For this reason, even with a weak contact pressure, the swing detection arm does not slide with respect to the belt end, and damage to the belt end can be reliably prevented.
[0035]
Therefore, even when a low-rigidity belt is used, the belt can be prevented from being turned up due to contact without increasing the belt tension, and the reliability of the belt can be ensured over a long period of time.
Furthermore, even if the coating layer is covered up to the belt base end, it is possible to prevent the belt end from being scratched or peeled off due to the presence of the elastic roller. This eliminates the troublesome manufacturing process of not providing the belt at the end portion of the belt, thereby reducing the belt manufacturing cost.
In addition, the belt position detection device according to the present invention can be simply manufactured by diverting the existing belt position detection device because it only needs to add an elastic roller to the existing microswitch system. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a belt position detection device of a belt conveyance device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of a belt nip type fixing device to which the present invention is applied.
3 is an arrow view seen from the direction III in FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of a belt position detection device used in the embodiment.
5A is an explanatory view showing a configuration of a wire actuator peripheral portion (V portion in FIG. 4) of the belt position detecting device of FIG. 4, and FIG. 5B is a cross-sectional explanatory view thereof.
6 is a detailed cross-sectional view of the IV part of FIG. 3. FIG.
FIGS. 7A and 7B are explanatory views showing a mounting posture of the belt position detecting device according to the embodiment. FIGS.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the influence of silicon oil on the belt on the belt position detecting device according to the embodiment.
FIG. 9 is an explanatory view showing an example of a method for manufacturing the peripheral portion of the wire actuator of the belt position detection device according to the embodiment.
FIG. 10 is an explanatory view showing another example of the method for manufacturing the peripheral portion of the wire actuator of the belt position detecting device according to the embodiment.
FIG. 11 is an explanatory view showing a modified form of the support structure of the wire actuator according to the embodiment.
FIG. 12 is an explanatory view showing a modification of the elastic roller positioning structure according to the embodiment.
13A is an explanatory view showing another modified form of the elastic roller according to the embodiment, and FIG. 13B is a cross-sectional explanatory view thereof.
14A is an explanatory view showing still another modified form of the elastic roller according to the embodiment, and FIG. 14B is a cross-sectional explanatory view thereof.
FIG. 15A is an explanatory view showing still another modified form of the elastic roller according to the embodiment, and FIG. 15B is a cross-sectional explanatory view thereof.
FIG. 16A is an explanatory view showing still another modified form of the elastic roller according to the embodiment, and FIG. 16B is a cross-sectional explanatory view thereof.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of a belt position detection device used in a conventional belt nip type fixing device.
FIG. 18 is an explanatory view showing another example of a belt position detecting device used in a conventional belt nip type fixing device.
FIG. 19 is an explanatory view showing still another example of a belt position detecting device used in a conventional belt nip type fixing device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Belt, 1a ... Belt base material, 1b ... Coat layer, 2 ... Roll group, 2a ... Steering roll, 3 ... Belt position detection apparatus, 4 ... Swing detection arm, 5 ... Elastic roller, 5a ... Elastic layer, 5b ... roller base material, 6 ... positioning member, 7 ... heat fixing roll, 8 ... assist member, 9 ... recording material
Claims (7)
ベルトの端部位置の移動に応じて揺動しベルト位置が検知されるワイヤ状揺動検知アームを有し、この揺動検知アームのベルト端部との接触部に対応した箇所に、少なくとも表面部が弾性層からなる弾性コロを、揺動検知アーム自体を軸として回転自在に装着したことを特徴とするベルト搬送装置のベルト位置検知装置。In a belt conveyance device that arranges a plurality of roll groups including at least tiltable steering rolls for meander adjustment in parallel, spans an endless belt around these roll groups, and circulates and conveys the belts.
It has a wire-like swing detection arm that swings according to the movement of the belt end position and detects the belt position, and at least a surface is provided at a position corresponding to the contact portion with the belt end of the swing detection arm. A belt position detecting device for a belt conveying device, wherein an elastic roller having an elastic layer as a part is rotatably mounted around a swing detecting arm itself .
ステアリングロールの傾動に応じて相対位置が変化するベルト領域の端部に対向して揺動検知アームを配置し、弾性コロの長さ寸法をベルトの相対移動量よりも大きく設定したことを特徴とするベルト搬送装置のベルト位置検知装置。In claim 1,
The swing detection arm is placed opposite the end of the belt area where the relative position changes according to the tilting of the steering roll, and the length of the elastic roller is set larger than the relative movement of the belt. A belt position detecting device for a belt conveying device.
弾性コロは、揺動検知アームに位置決めされた状態で装着されることを特徴とするベルト搬送装置のベルト位置検知装置。 The belt position detecting device of the belt conveying device, wherein the elastic roller is mounted in a state of being positioned on the swing detecting arm.
弾性コロは、揺動検知アームに固着された位置決め部材にて位置決めされることを特徴とするベルト搬送装置のベルト位置検知装置。In claim 3 ,
The elastic roller is positioned by a positioning member fixed to the swing detection arm.
弾性コロの弾性層が熱収縮チューブであることを特徴とするベルト搬送装置のベルト位置検知装置。In claim 1,
A belt position detecting device for a belt conveying device, wherein the elastic layer of the elastic roller is a heat shrinkable tube.
弾性コロの両端は揺動検知アームに固着された保護部材で覆われていることを特徴とするベルト搬送装置のベルト位置検知装置。In the aspect in which the elastic roller is composed only of an elastic body among the ones according to claim 1,
A belt position detecting device for a belt conveying device, wherein both ends of the elastic roller are covered with a protective member fixed to a swing detecting arm.
位置決め部材は、揺動検知アームの径寸法と同等の貫通孔を備えていることを特徴とするベルト搬送装置のベルト位置検知装置。In claim 4 ,
The positioning member includes a through hole having a diameter equal to that of the swing detection arm.
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