JP2004231373A - Belt drive device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサの誤動作によりベルトが片側に極端に片寄った時にベルトの破損を防ぎ、かつベルトの走行を自動復帰させるベルト駆動装置関するものである。例えば電子写真方式を用いた画像形成装置においては、感光体ベルト、中間転写ベルト、用紙搬送ベルト、定着用ベルトなど、様々なベルト状の部材が用いられているが、これらの破損防止に用いる技術である。また、画像形成装置に限らずベルトを駆動する機構を備えたすべての装置に適用が可能である。
【0002】
【従来の技術】
画像形成装置においては種々の無端ベルト、例えば感光体ベルト、中間転写ベルト、用紙搬送ベルト等が用いられる。このような無端ベルトは駆動ローラなどの複数のローラにより支持され、回転する。しかし、回転方向の速度成分以外に、ベルトの周長差やベルトを支持するローラの寸法精度などによりローラの軸方向にも速度成分を持つ。特に制御を行わない場合、軸方向の速度成分はある一方向を向いたままであり、ベルトは片側に移動し破損する。
【0003】
このようなベルトの片側への片寄りを制御する手段が、種々紹介されている。その手段としては、ベルトの蛇行量を検出しステアリングロールを操作する方法(例えば特許文献1参照)、ベルト端部と接触するガイド部材を設ける方法(例えば特許文献2参照)、端部が中央部よりも径の大きいローラを用いるなど、予め蛇行しないようにする方法(例えば特許文献3参照)がある。蛇行量を検出しステアリングロールを操作する方法では、ベルトの位置および軸方向への移動速度を正確に検出し、その値によりステアリングローラの補正量を調整する必要がある。位置検出に用いる事ができるセンサとしては、光を照射する投光器と、投光器からの測定光を受光する受光器からなる光を用いたセンサが一般的である(例えば特許文献4参照)。各種センサを用いる際には、センサが正常に機能しなくなった場合に蛇行を補正できなくなる為、非常停止手段を設ける必要がある。
【0004】
その一手法としてベルトに接触することにより動作するベルト端部検出センサが何らかの異常により機能しなくなった時、ベルト端部検出センサを支持しているレバーが異常検出センサのスイッチをオンし、ベルトの走行をストップする構成のものがある(例えば特許文献5参照)。
【特許文献1】
特開平10−139202号公報
【特許文献2】
特開平11−208842号公報
【特許文献3】
特開平10−129822号公報
【特許文献4】
特開平11−272094号公報
【特許文献5】
特開平5−201578号公報号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
蛇行によりベルトの走行がストップする場合として、まずベルト自体が破損して制御が行えなくなる場合が考えられる。この場合はベルト自体を交換する必要がある。一方、位置検出センサや蛇行補正手段の誤差などで徐々にベルトの位置がずれて異常検出されるなどベルト自体には支障が無いのに異常となる場合がある。従来の技術では、この場合にもユーザや保守員がマニュアルに従い手動でベルトをもとの位置に戻さねばならない。
【0006】
本発明は、ベルト破損防止手段が動作しベルトの走行が止まった場合にも、ベルトや位置検出センサに異常が無い場合には停止したベルトの走行を自動復帰させ、ベルト自体に破損が生じたと判断した場合には自動復帰動作を行わず異常警告を発し自動復帰させないベルト駆動装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、無端ベルトと、前記無端ベルトを駆動する駆動ローラと、該駆動ローラを回転させる駆動モータと、前記無端ベルトを張架する複数のローラと、前記無端ベルトの端部の位置を検出する前記無端ベルトと非接触の位置検出センサと、前記位置検出センサによる検出結果をもとに前記ローラ軸方向への前記無端ベルトの移動を補正する蛇行補正手段と、前記無端ベルトが片側に極端に片寄った時、前記無端ベルトの端部が接触することにより前記無端ベルトの走行が止まる破損防止手段と、を備えたベルト駆動装置において、前記ベルト破損防止手段が動作したことを判断する手段と、前記ベルト破損防止手段の動作回数を記憶する手段と、前記無端ベルトの駆動を再開させるための自動復帰手段と、異常警告手段と、を備え、前記破損防止手段の動作時に自動復帰動作を行い、前記破損防止手段が規定回数動作した場合には異常を警告することで達成される。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。図1は本発明の実施例を説明するベルト駆動装置を上方から見た構成を表す図である。1は電子写真方式を用いた画像形成装置に用いられる感光体ベルトであり、図1では下方向に速度Vxで動く。また感光体ベルト1は図1では右(または左)方向に速度成分(Vy)をもつ。2は感光体ベルト1を回転走行させる為の駆動ローラである。3は感光体ベルト1にテンションを加える為のテンションローラである。4は感光体ベルト1を張架する為の支持ローラである。5は感光体ベルト1の端部の位置を検出する為の位置検出センサである。6は感光体ベルト1の両端に加えるテンションを変更する為のバネである。7はベルト破損防止手段である。8は駆動ローラ2を駆動する為の電源である。9は駆動ローラ2を駆動する為のベルト駆動モータである。10は制御部で位置検出センサ5やベルト破損防止手段7からの情報を処理し、バネ6やベルト駆動モータ9に信号を出し感光体ベルト1の蛇行の制御、感光体ベルト1の走行が止まった時に自動復帰させる為の制御を行う。
【0009】
図2は位置検出サンサ5の概略図である。位置検出センサ5は光を発光する発光器51と受け取る受光器52からなり、発光光量に対する受光光量の割合からセンサ内にある物体、例えば感光体ベルト1の端部の位置を検出するものである。位置置検出センサ5は非接触で用いる事から、その設置場所はテンションローラ3によるテンションの加え方が変化しても、ベルトの走行経路が変らない所が望ましい。本発明においては駆動ローラ2とテンションローラ3で形成される搬送経路に位置検出センサ5を設けた。本装置においてはバネ6がテンションローラ3を引っ張る力を変えることで蛇行補正を行うものであり、すなわちバネ6が蛇行補正手段となる。
【0010】
次に、感光体ベルト1の駆動が止まってから自動復帰するまでの動作原理を説明する。図3は感光体ベルト1が正常に走行している時の動作回路を表すで図である。電源8は2つのベルト破損防止手段7を介しベルト駆動モータ9に接続する駆動ラインAと直接駆動モータ9に接続されている駆動ラインBとを備えている。このように2つの駆動ラインを備える事によって、破損防止手段7が機能した時、駆動ラインAから駆動ラインBへ切り替えることで感光体ベルト1の走行を再開する事ができ、自動復帰が可能となる。また、2つあるベルト破損防止手段7は制御部10へ接続されており、いずれのベルト破損防止手段7が動作したかが分かると共に、その動作回数と動作した時間も制御部10で記憶する。通常、感光体ベルトは駆動ラインAで駆動される。また感光体ベルト1はある決められた位置に近づく様に制御部10で制御される。
【0011】
図4は感光体ベルト1が端部に寄りベルト破損防止手段7が動作した時の動作回路を表す図である。まず、感光体ベルト1の駆動ラインを駆動ラインAから駆動ラインBへ切り替える仕組みについて説明する。ベルト駆動モータ9には感光体ベルト1の走行速度を計測する速度計測器91が備わっており、その情報は常に制御部10へ送られる。速度計測器91で計測した速度が、所定の速度範囲に入っている時、制御部10で位置検出センサ5からくる感光体ベルト1の位置情報に基づきバネ6を操作し、予め定められた所定の位置に近づくように制御を行う。また、感光体ベルト1が所定の範囲内で安定に走行している時のバネ6の伸び量と位置検出センサ5の出力値の範囲を記憶しておく。感光体ベルト1が安定に走行している時も蛇行補正制御が機能し、感光体ベルト1はある微少範囲で断行しているので、記憶する伸び量と位置検出センサ5の出力値もある範囲を持った値となる。
【0012】
感光体ベルト1が破損防止手段7を押しベルト駆動が停止すると、感光体ベルト1の走行速度を計測する速度計測器91の計測値が所定の速度範囲を外れ、その情報が制御部10へ送られる。感光体ベルト1の走行が停止したという情報を得た制御部10では、バネ6の伸び量を変更して、逆側に寄るような状態にする。次に制御部10より電源8のスイッチを切り換える信号が発信され、電源8は直接ベルト駆動モータ9に接続される。以上の構成でベルトの駆動ラインを駆動ラインAから駆動ラインBへ切り替える。
【0013】
次に駆動ラインが切り替わってから正常の走行に戻るまでの仕組みについて説明する。駆動ラインが切り替わると、感光体ベルト1は走行を始め逆側へ移動を始め、位置検出センサ5の出力値が、制御部10が記憶している位置検出センサ5の出力値の範囲の中央値になった時、感光体ベルト1の走行を止め、バネ6の伸び量を制御部10が記憶している伸び量の範囲の中央値に戻す。この時、感光体ベルト1が反対側に急激に片寄ることを防ぐ為、走行が再開した時の走行速度を通常の走行速度より遅くなるように設定している。次に駆動ラインを駆動ラインBから駆動ラインAに戻す。その後、感光体ベルト1を通常の速度で所定時間走行させ、正常に走行できる事を確認する作業を行う。定められた時間内、安定走行が行えた場合、感光体ベルト1の停止で中断された印刷作業が再開される。この確認作業を行わず印刷を再開すると、感光体ベルト1が再び端部に片寄り停止した場合、数枚の無だな記録材を発生させる。確認作業はこれを防ぐためのものである。確認作業で安定走行が行えなかった場合、ベルト1は再度停止し、自動復帰動作をもう一度行う。連続して決められた回数自動復帰動作を行っても破損防止手段7が動作する場合、ここで始めてエラー表示を行い、例えばサービスセンターに電話するなどの指示を出す。
【0014】
以上の動作により感光体ベルト1が端部によって停止しても感光体ベルト1は自動で走行を再開し、印刷作業を再開することができる。また、何ら故障が生じていないのにオペレータが手動でベルト復帰動作を行う作業を省略できる。
【0015】
電子写真装置におけるベルト状の部材は、感光体ベルト1の他に、記録材を吸着保持する用紙搬送ベルト、感光体より画像を一次転写する中間転写ベルトや定着ベルト等がある。これらベルトはPETやポリイミドなどの弾性体であり、両端の周長差が異なる。また、テンションを加えて張架すれば伸びが生じる。また、温湿度によっても伸び縮みする。よって制御部10に保存してあるベルトが安定走行している時のバネ6の伸び量は時々刻々変化する。従って、ベルト部材を交換した場合、またテンションを加えた後一定時間おきに、また環境の温度や湿度が定められた値変化した時に、制御部10に保存してあるベルトが安定走行している時のバネ6の伸び量の範囲を更新するのが望ましい。
【0016】
次ぎに、図5乃至図7により、本発明の他の実施例を説明する。図6は駆動ロール2、テンションロール3および1本の支持ロール4で支持されたベルト駆動装置の例であり、図5は図6を感光体ベルト1の搬送方向に向かって左側から見た図である。このベルト搬送装置において蛇行補正手段はバネ6であり、バネ6の設定値を変えることテンションローラ3の傾きが変わり、ベルト1の両端に加わるテンションが変化してベルトの蛇行を補正する。
【0017】
図5中、実線は感光体ベルト1が正常に搬送されている場合の走行経路を示し、一点鎖線および二点鎖線はベルトが片端によって破損防止手段7が動作した際の感光体ベルト1の左端の走行経路を示す。感光体ベルト1が搬送方向に向かって左側に片寄った場合、テンションロール3の左端に加わるテンションは右端よりも小さくなり、走行経路は一点鎖線で示された経路となり、搬送方向に向かって右側に片寄った場合、二点鎖線で示された経路となる。3本以上のロールで感光体ベルト1を支持する場合、各ローラの配置を考慮すれば、図5のようにテンションロール3に加えるテンションを変える事により、感光体ベルト1の走行経路変を変える事ができる。走行経路が変る辺に破損防止手段7を設置する事により、図7に示すとおり、感光体ベルト1の駆動ラインを変えなくても感光体ベルト1を正規の位置に自動復帰する事ができる。以下、その仕組みについて説明する。
【0018】
図7はベルト駆動装置を上面から見た図(a,d,g)および側面から見た図(b,e,h)と破損防止手段7の状態(c,f,i)を表す図である。(a)(b)(c)は感光体ベルト1が通常走行している状態、(d)(e)(f)は感光体ベルト1が片寄り、破損防止手段7が働いた状態、(g)(h)(i)は破損防止手段7の動作に伴い、感光体ベルト1を通常の位置に戻す方向にテンションが加わった状態を表す。感光体ベルト1は図面に向かって下方に搬送されている。
【0019】
位置検出センサ5の誤動作などにより、感光体ベルト1の位置検出が行えなくなると、感光体ベルト1は、例えば図7(d)のように図面に向かって右に片寄り始める。片寄りの限界点に達した時、図7(f)のようにベルト破損防止手段7が作動し感光体ベルト1は停止する。次に、2つある破損防止手段7のいずれが動作したかを判断し、テンションローラ3に加えるテンションを制御する。図7の場合、図面右側のベルト破損防止手段7が動作したので図7(g)のように感光体ベルト1の図面左側に加わるテンションを小さくする信号が出、テンションローラ3は時計方向に傾く。その結果、図7(h)に示すように、テンションローラ3と支持ローラ4で形成される感光体ベルト1の搬送経路は破線から実線へ変ろうとする。その結果、ベルトの搬送経路も、図7(i)に示すように変化し、破損防止手段7の動作が解除され、駆動モータ9の駆動が再開し、感光体ベルト1は蛇行補正を受けながら走行を自動で再開する。
【0020】
【発明の効果】
本発明によれば、ベルト破損防止手段が動作しベルトの走行が止まった場合にも、ベルトや位置検出センサに異常が無い場合には停止したベルトの走行を自動復帰させ、ベルト自体に破損が生じたと判断した場合には自動復帰動作を行わず異常警告を発し自動復帰させないベルト駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すベルト駆動装置の平面図。
【図2】図1における位置検出センサの側面図。
【図3】ベルトが正常走行している時のベルト駆動系を示すブロック図。
【図4】ベルト駆動が停止してから復帰までのベルト駆動系を示すブロック図。
【図5】本発明の他の実施例を示す部分側面図。
【図6】本発明の他の実施例を示すベルト駆動装置の平面図。
【図7】ベルト破損防止手段が動作してからベルトが元の位置に戻るまでの動作説明図。
【符号の説明】
1は感光体ベルト、2は駆動ローラ、3はテンションローラ、4は支持ローラ、5は位置検出センサ、6はバネ、7はベルト破損防止手段、8は電源、9はベルト駆動モータ、10は制御部、51は発光部、52は受光部である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a belt driving device that prevents damage to a belt when the belt is extremely shifted to one side due to a malfunction of a sensor, and that automatically returns the running of the belt. For example, in an image forming apparatus using an electrophotographic method, various belt-shaped members such as a photoreceptor belt, an intermediate transfer belt, a paper transport belt, and a fixing belt are used. It is. Further, the present invention can be applied not only to the image forming apparatus but also to any apparatus having a mechanism for driving the belt.
[0002]
[Prior art]
In the image forming apparatus, various endless belts, for example, a photoreceptor belt, an intermediate transfer belt, and a paper transport belt are used. Such an endless belt is supported and rotated by a plurality of rollers such as a driving roller. However, in addition to the velocity component in the rotational direction, the roller also has a velocity component in the axial direction of the roller due to the difference in the circumference of the belt, the dimensional accuracy of the roller supporting the belt, and the like. If no control is performed, the velocity component in the axial direction remains in one direction, and the belt moves to one side and breaks.
[0003]
Various means for controlling such a deviation of the belt toward one side have been introduced. Examples of the means include a method of operating the steering roll by detecting the amount of meandering of the belt (for example, see Patent Document 1), a method of providing a guide member that comes into contact with the belt end (for example, see Patent Document 2), and a method in which the end is located at the center. There is a method (for example, see Patent Literature 3) of preventing meandering by using a roller having a larger diameter than that of the roller. In the method of operating the steering roll by detecting the meandering amount, it is necessary to accurately detect the position of the belt and the moving speed in the axial direction, and to adjust the correction amount of the steering roller based on the detected value. As a sensor that can be used for position detection, a sensor that uses light including a light emitter that irradiates light and a light receiver that receives measurement light from the light emitter is generally used (for example, see Patent Document 4). When various types of sensors are used, if the sensors do not function properly, it is not possible to correct the meandering. Therefore, it is necessary to provide an emergency stop means.
[0004]
As one method, when the belt end detection sensor that operates due to contact with the belt stops functioning due to some abnormality, the lever supporting the belt end detection sensor turns on the abnormality detection sensor switch, and the belt There is a configuration that stops traveling (for example, see Patent Document 5).
[Patent Document 1]
JP 10-139202 A [Patent Document 2]
JP-A-11-208842 [Patent Document 3]
JP-A-10-129822 [Patent Document 4]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-272094 [Patent Document 5]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-201578
[Problems to be solved by the invention]
As a case where the running of the belt is stopped by meandering, there is a case where the belt itself is damaged and control cannot be performed. In this case, the belt itself needs to be replaced. On the other hand, there is a case where the belt itself is not in trouble, but becomes abnormal, for example, the belt position is gradually deviated due to an error of the position detection sensor or the meandering correction means and the abnormality is detected. In the related art, in this case, the user or the maintenance person must manually return the belt to the original position according to the manual.
[0006]
In the present invention, even when the belt break prevention means is operated and the running of the belt is stopped, if there is no abnormality in the belt or the position detection sensor, the running of the stopped belt is automatically returned, and the belt itself is damaged. An object of the present invention is to provide a belt drive device that does not perform an automatic return operation when the determination is made and issues an abnormality warning and does not automatically return.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The object is to detect an endless belt, a drive roller for driving the endless belt, a drive motor for rotating the drive roller, a plurality of rollers for stretching the endless belt, and a position of an end of the endless belt. A position detection sensor that is not in contact with the endless belt, meandering correction means that corrects the movement of the endless belt in the roller axis direction based on the detection result of the position detection sensor, When the end of the endless belt comes into contact with the endless belt, the endless belt stops running by preventing the endless belt from moving.In a belt drive device, a means for determining that the belt damage prevention unit has operated. Means for storing the number of operations of the belt damage prevention means, automatic return means for resuming driving of the endless belt, and abnormality warning means, It performs an automatic return operation during the operation of the breakage preventing means, when the breakage preventing means has operated a prescribed number of times is achieved by alerting an abnormality.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a belt driving device for explaining an embodiment of the present invention viewed from above.
[0009]
FIG. 2 is a schematic diagram of the
[0010]
Next, the operation principle from the stop of the driving of the
[0011]
FIG. 4 is a diagram showing an operation circuit when the
[0012]
When the
[0013]
Next, a mechanism from switching of the drive line to returning to normal traveling will be described. When the drive line is switched, the
[0014]
With the above operation, even if the
[0015]
The belt-shaped members in the electrophotographic apparatus include, in addition to the
[0016]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is an example of a belt driving device supported by a driving roll 2, a
[0017]
In FIG. 5, a solid line indicates a traveling route when the
[0018]
FIG. 7 is a diagram showing the belt drive device viewed from the top (a, d, g) and the side view (b, e, h) and the state (c, f, i) of the damage prevention means 7. is there. (A), (b), and (c) show the state in which the
[0019]
When the position detection of the
[0020]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when the belt breakage prevention means operates and the belt stops running, if there is no abnormality in the belt or the position detection sensor, the stopped running of the belt is automatically restored, and the belt itself is damaged. It is possible to provide a belt drive device that does not perform an automatic return operation when it is determined to have occurred, issues an abnormality warning, and does not automatically return.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a belt driving device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the position detection sensor in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a belt drive system when the belt is running normally.
FIG. 4 is a block diagram showing a belt drive system from when the belt drive stops to when it returns.
FIG. 5 is a partial side view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view of a belt driving device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an operation explanatory diagram from when the belt damage prevention means operates to when the belt returns to the original position.
[Explanation of symbols]
1 is a photoreceptor belt, 2 is a drive roller, 3 is a tension roller, 4 is a support roller, 5 is a position detection sensor, 6 is a spring, 7 is a belt breakage prevention means, 8 is a power supply, 9 is a belt drive motor, and 10 is a belt drive motor. A control unit, 51 is a light emitting unit, and 52 is a light receiving unit.
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