JP2004359438A - Belt conveyance device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端状のベルト部材を複数の搬送ロールに架け回した状態で回転させるベルト搬送装置に係り、詳細には、電子写真複写機やプリンタ等の画像形成装置のシート搬送ベルトや中間転写ベルトとして用いられるベルト搬送装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】特開平11−295948号公報
【0003】
フルカラー画像を形成するカラー複写機やカラープリンタ等の画像形成装置においては、画情報に応じて感光体ドラム等の像担持体上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各トナー像を記録シート上に重ね合わせて転写することが必要とされる。記録シート上で各色のトナー像を重ね褪せる方式としては種々のものが存在し、例えば、無端状のシート搬送ベルト上に記録シートを静電吸着させ、かかるシート搬送ベルトの回動に伴って搬送される記録シートに対して像担持体から各色のトナー像を順次転写するように構成したものや、各色トナー像を像担持体から記録シートへは直接転写せず、無端状の中間転写ベルトへ一次転写した後に記録シートへ二次転写するように構成したものが知られている。中間転写ベルトを介してトナー像を像担持体から記録シートへ間接的に転写する後者の方式は、中間転写ベルト上で各色トナー像の重ね合わせを行うことができるので、湿度の変化等に伴う記録シートの抵抗値の変動の影響を受けることなく複数色のトナー像の重ね合わせを行うことができ、記録シートに対して各色トナー像を直接転写する前者の場合と比較して、カラー画像を形成する際のトナー像の転写条件の制御が容易となる他、記録シートの搬送も簡易なものとなり、シートジャムの発生を可及的に防止することができる等のメリットがある。
【0004】
このようにシート搬送ベルト上、あるいは中間転写ベルト上で複数色のトナー像の重ね合わせを行う場合、色ずれの無い高品位なカラー記録画像を形成するためには、これらシート搬送ベルト又は中間転写ベルトがその回動中において幅方向へ変位しないことが重要である。しかし、一般的に、無端状に成形されたベルト部材を駆動ロール及び従動ロールを含む複数の搬送ロールに架け回して回動させると、このベルト部材には搬送ロールの軸方向に沿った寄り力が作用し、該ベルト部材は安定的な回動位置を求めて搬送ロールの軸方向、すなわち該ベルト部材の幅方向へ変位してしまう。これは、上記ベルト部材の成形誤差、搬送ロールの径の誤差及び組み付け時のミスアライメント等に起因するものである。
【0005】
それ故、従来より無端状のベルト部材を一定の経路で安定的に回動させるための提案が種々なされているが、そのうちの一つとして、ベルト部材を架け回した搬送ロールの1本を自在に傾動し得るステアリングロールとして構成し、かかるステアリングロールを操作することによってベルト部材の幅方向の変位を押さえ込むようにしたステアリング方式が知られている。
【0006】
このステアリング方式の最も簡易な構成としては、画像形成装置の組立完了後や搬送後の設置時等にステアリングロールを傾動させて故意にミスアライメントを与え、ベルト部材の幅方向変位を押さえ込むようにしたものが知られている。ベルト部材の成形誤差、搬送ロールの径の誤差及び組み付け時のミスアライメント、画像形成装置の設置に伴う装置フレームの歪み等に起因してベルト部材に幅方向への寄り力が作用しても、ステアリングロールにミスアライメントを与えることによって、かかる寄り力を打ち消すような反対方向の寄り力が作用して釣り合い状態となれば、以降は新たな寄り力が作用しない限り、ベルト部材は幅方向へ変位することなく安定的に回動することになる。
【0007】
もっとも、前記ベルト部材を画像形成装置のシート搬送ベルトや中間転写ベルトに用いる場合には、記録画像の形成プロセスの実行中に転写ロール、クリーナ、記録シート等の種々の部材がベルト部材と接触しては離間していくので、常に新たな寄り力がベルト部材の幅方向へ作用することになり、装置の組立完了後や設置時等にステアリングロールのミスアライメント量を調整するのみでは、ベルト部材の幅方向への移動を押さえ込むことができない。このことから、従来よりベルト部材の幅方向一を逐次検出し、かかる検出結果に基づいてステアリングロールを傾動させる所謂アクティブステアリング方式が知られている。具体的には、ベルト部材の幅方向の端部位置を検出するエッジセンサを設け、寄り力が作用した場合のベルト部材の幅方向への移動を上記エッジセンサで検出した後に、かかる検出結果に基づいて上記ステアリングロールを傾動させ、かかるステアリングロールに対して故意にミスアライメントを与え、これによってベルト部材の幅方向の移動を抑えると共に修正し、かかるベルト部材を幅方向の所定の基準位置で継続的に回動させるようにしたものである(特開平11−295948号公報等)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このようなステアリング方式では、ステアリングロールに対して故意にミスアライメントを与えた際に、かかるステアリングロールによるベルト部材の搬送方向が本来のベルト部材の回転方向に対して傾斜することとなり、その結果としてベルト部材に寄り力が作用することになる。従って、ステアリングロールのミスアライメント量が大きくなるにつれ、ベルト部材に作用する幅方向への寄り力は大きくなり、ベルト部材の1回転当たりの幅方向への移動量(以下、「ウォークレート」という)も大きくなる。本来、このウォークレートは、図10のグラフ中に実線で示すように、ステアリングロールのミスアライメント量と略比例関係を構成する筈である。
【0009】
しかし、図11に示すように、ステアリングロール100を傾動させた場合、ベルト部材101の回転方向に関して該ステアリングロール100の上流側又は下流側に位置する搬送ロール102は、かかるステアリングロール100と平行ではなく、ベルト部材101をステアリングロール100とは異なる方向へ搬送していることになる。従って、この搬送ロール102がステアリングロール100と近接している場合、ステアリングロール100がベルト部材101に対して及ぼす寄り力が減殺され、ステアリングロール100のミスアライメント量とウォークレートとの関係は図10中の破線で示すようなものとなってまう。すなわち、ステアリングロール100に与えるミスアライメント量がある程度以上に大きくなると、ウォークレートが飽和してしまうのである。
【0010】
このようにステアリングロールのミスアライメント量に対するベルト部材のウォークレートの応答特性が悪化すると、以下のような問題が生じる。すなわち、ベルト部材の成形誤差、搬送ロールの径の誤差及び組み付け時のミスアライメント等に起因する幅方向への寄り力が大きい場合、ステアリングロールに対して大きなミスアライメント量を与えても、かかる寄り力を打ち消すことができず、ベルト部材の幅方向への移動を押さえ込むことができなくなってしまうのである。
【0011】
また、図10の破線グラフはステアリングロールに対してミスアライメントを与えていない状態で、ベルト部材が幅方向への蛇行を生じない理想的な状態にあることを前提としているが、画像形成装置の組立完了後や装置の設置時に既にステアリングロールに対してある程度のミスアライメント量が与えられている場合は、その時点でステアリングロールがベルト部材に対してウォークレートを生じさせていることから、図10の破線グラフは一点鎖線で示すように上下へずれたものとなってしまう(図10では下方へずれている)。このため、ステアリングロールに対して新たなミスアライメント量を与えても、ベルト部材は幅方向の一方に関しては寄り力を発生するが、他方に関しては殆ど寄り力を発生せず、例えば、転写ロールの接触等によってベルト部材に新たな寄り力が作用した場合に、これを打ち消すための寄り力をステアリングロールによって与えることができず、ベルト部材は際限なく幅方向へ変位して、最終的には破断してしまうことになる。
【0012】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ステアリングロールに与えるミスアライメント量に対してベルト部材のウォークレートを敏感に反応させることができ、それによってベルト部材の幅方向への変位に関する制御性能を向上させることができ、しかもこれを低コストで実現することが可能なベルト搬送装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、複数の搬送部材に架け回されて所定経路に沿って回動する無端状のベルト部材と、前記複数の搬送部材のうちの一つをなすと共に前記ベルト部材に対して回転動力を伝達する駆動ロールと、この駆動ロール以外の残余の搬送部材のうちの一つをなすと共に、その他の搬送部材に対する配設角度を任意に変更可能なステアリングロールとを備えたベルト搬送装置において、前記複数の搬送部材のうち、前記ベルト部材の回転方向に関して前記ステアリングロールの上流側又は下流側に隣接する搬送部材が無指向性搬送部材として構成されていることを特徴とするものである。
【0014】
このような技術的手段によれば、ベルト部材の回転方向に関して前記ステアリングロールの上流側又は下流側に隣接する搬送部材が無指向性搬送部材として構成されていることから、この無指向性搬送部材がベルト部材を特定の搬送方向へ案内することはなく、譬え該無指向性搬送部材がステアリングロールと近接している場合であっても、ステアリングロールがベルト部材に対して及ぼす寄り力が減殺されてしまうことはない。これにより、ステアリングロールのミスアライメント量とベルト部材のウォークレートとの関係は略比例関係を構成するようになり、ステアリングロールに与えるミスアライメント量に対してベルト部材のウォークレートを敏感に反応させ、ベルト部材の幅方向への変位に関する制御性能を向上させることができるものである。
【0015】
ここで、前記無指向性搬送部材としては、ベルト部材が架け回されるものの、かかるベルト部材を特定の搬送方向へ案内するものでなければ良く、例えば、ベルト部材の内周面が摺接する板状のバッフルであれば良い。また、回転自在な多数のボールを配配列したボールケージを前記無指向性搬送部材として使用し、かかるボールをベルト部材の内周面に接した状態で転動させるようにしても良い。
【0016】
この無指向性搬送部材は、ベルト部材の回転方向に関し、ステアリングロールの上流側及び下流側に隣接した搬送部材に適用すると効果的であるが、いずれか一方の搬送部材に適用しても充分に目的とする効果を得ることができる。この場合、ステアリングロールにより近接した搬送部材に対して適用するのが好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いながら本発明のベルト搬送装置を詳細に説明する。
図1は本発明のベルト搬送装置を中間転写ベルトとして採用したカラーレーザビームプリンタの構成を示す概略図である。このレーザビームプリンタはイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色毎にトナー像を形成する4基の作像エンジン10Y、10M、10C、10Bkを備えると共に、各作像エンジンからトナー像が一次転写される中間転写ベルト20を備え、かかる中間転写ベルト20に多重転写されたトナー像を記録シートPに二次転写してフルカラー画像を形成するように構成されている。
【0018】
上記中間転写ベルト20は無端状に形成されると共に駆動ロール21を含む複数のベルト搬送ロール21〜24及びスリップバッフル25に架け回されており、矢線方向に回動しながら各色作像エンジン10Y、10M、10C、10Bkで形成されたトナー像の一次転写を受けるように構成されている。上記中間転写ベルト20は例えばポリイミド系樹脂で構成され、厚さ60〜90μmの薄膜フィルムシートの両端を互いに溶着して無端状に形成されている。
【0019】
中間転写ベルト20を挟んでベルト搬送ロール23と対向する位置には二次転写ロール30が配設されており、記録シートPは互いに圧接する転写ロール30と中間転写ベルト20との間に挿通されて、かかる中間転写ベルト20からトナー像の二次転写を受けるようになっている。すなわち、上記ベルト搬送ロール23は転写ロール30のパックアップロールとして機能している。図2に示すように、この二次転写ロール30は中間転写ベルト20と接離自在に構成されており、中間転写ベルト20に接した動作位置(実線位置)と離間した退避位置(破線位置)のいずれか一方に設定されるようになっている。通常、中間転写ベルト20の回転が停止している最中は二次転写ロール30を退避位置に設定し、中間転写ベルト20が回転を開始した後に動作位置に設定するように構成している。
【0020】
一方、駆動ロール21と対向する位置には中間転写ベルト30のベルトクリーナ26が配設され、二次転写後に中間転写ベルト20に残留付着したトナーを該中間転写ベルト20上から除去するように構成されている。
【0021】
この中間転写ベルト20の受像スパンには前述した4基の作像エンジン10Y、10M、10C、10Bkが中間転写ベルト20の回転方向に沿って直列的に配設されており、各色の画情報に応じて形成したトナー像を中間転写ベルト20に一次転写するようになっている。これら4基の作像エンジンは中間転写ベルト20の回動方向に沿ってイエロー10Y、マゼンタ10M、シアン10C及びブラック10Bkの順に配設されており、最も頻繁に使用されるであろうブラックの作像エンジン10Bkが最も二次転写部の近傍に配置されている。また、これら作像エンジン10Y、10M、10C、10Bkは、各作像エンジンに具備された感光体ドラム11を画情報に応じて露光するラスタ走査ユニット12を夫々備えており、各色の画情報に応じて変調されたレーザ光Bmが各作像エンジン10Y、10M、10C、10Bkの感光体ドラム11を露光するようになっている。
【0022】
また、各作像エンジン10Y、10M、10C、10Bkは、感光体ドラム11と、この感光体ドラム11を一様な背景部電位にまで帯電させる帯電器13と、上記レーザ光Bmの露光によって感光体ドラム11上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器14と、トナー像を中間転写ベルト20に転写した後の感光体ドラム11の表面から残留トナーや紙粉を除去するクリーナ15と、このクリーナによる清掃に先立って残留トナーを除電するクリーニング前除電器16とを備えており、感光体ドラム11上に各色の画情報に応じたトナー像を形成し得るように構成されている。
【0023】
各作像エンジン10Y、10M、10C、10Bkの感光体ドラム11と対向する位置には、中間転写ベルト20を挟むようにして一次転写ロール17Y、17M、17C、17Bkが配設されており、これら転写ロール17Y、17M、17C、17Bkに対して所定の転写バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム11上で電荷を帯びているトナー像が中間転写ベルト20に転写されるようになっている。
【0024】
また、図3に示すように、これら一次転写ロール17Y、17M、17C、17Bkのうち、イエロー、マゼンタ及びシアンの三色の作像エンジン10Y,10M,10Cに対して設けられた一次転写ロール17Y,17M,17Cは、中間転写ベルト20と接離自在に構成されており、中間転写ベルト20を各作像エンジン10Y,10M,10Cの感光体ドラム11との間に挟み込む動作位置 (実線位置)と、中間転写ベルト20を感光体ドラム11から離間させる退避位置(破線位置)にのいずれかに設定されるようになっている。一方、ブラックの作像エンジン10Bkに対応した一次転写ロール17Bkは常に中間転写ベルト20と接している。このように一次転写ロール17Y,17M,17Cを中間転写ベルト20からリトラクトさせるように構成したのは、白黒画像のみを形成するモノクロモードのプリントジョブの際に、ブラック以外の他色の作像エンジン10Y,10M,10Cを保護するためである。プリンタの主電源が投入されてプリントジョブの開始を待っている待機状態では、一次転写ロール17Y,17M,17Cが退避位置に設定され、一次転写ロール17Bkのみが中間転写ベルト20に接触しており、直ぐにモノクロモードのプリントジョブを開始し得るようになっている。また、フルカラー画像を形成するカラーモードのプリントジョブを開始する際には、一次転写ロール17Y,17M,17Cが退避位置から動作位置に設定変更されるようになっている。このように待機状態の際にモノクロモードに対応して一次転写ロール17Y,17M,17Cを設定しているのは、フルカラーモードの開始時にはモノクロモードの開始時に比べて画情報の処理に時間を要するので、その時間を利用して一次転写ロール17Y,17M,17Cの設定位置を変更すれば、特段にプリントジョブの開始が遅れるてしまうこともないからである。
【0025】
そして、このように構成されたカラーレーザビームプリンタでのプリントジョブのうち、モノクロモードの場合には、先ず中間転写ベルト20の回転を開始した後に、退避位置に設定されてい二次転写ロール30を動作位置に設定する。中間転写ベルト20の回転停止中、一次転写ロール17Y,17M,17Cは退避位置に設定されおり、モノクロモードの場合はこれらの一次転写ロールを退避位置に設定したままの状態でプリントジョブを実行する。すなわち、図4に示すように、ブラックの作像エンジン10Bkのみがトナー像を中間転写ベルト20に一次転写できる状態にある。
【0026】
このようにして中間転写ベルト20が回転を開始すると、画情報に応じてラスタ走査ユニット12が作像エンジン10Bkの感光体ドラム11を所定のタイミングで露光し、これによって作像エンジン10Bkの感光体ドラム11上には画情報に応じたトナー像が形成され、かかるブラックトナー像は回動する中間転写ベルト20に対して転写される。
【0027】
記録シートPは給紙ロール41によって給紙カセット40から一枚ずつ引き出された後、図中に破線で示す所定のシート給送通路46を経て中間転写ベルト20と二次転写ロール30とが接する二次転写部に給送される。二次転写部の手前側にはレジストレーションロール42が設けられており、記録シートPはこのレジストレーションロール42によって二次転写部に対する突入タイミングが制御され、中間転写ベルト20上に一次転写されたトナー像との位置合わせがなされる。中間転写ベルト20を挟んで二次転写ロール30と対向するバックアップロール24には所定の転写バイアス電圧が印加されており、中間転写ベルト20上に保持されていたトナー像は二次転写ロール30とバックアップロール24との間に形成された転写電界によって記録シートPに静電転写される。
【0028】
トナー像の二次転写がなされた記録シートPは中間転写ベルト20から剥離された後、直列的に配置された二連のシート搬送ベルト43によって定着器44へと搬送される。そして、かかる記録シートはトナー像が加熱定着された後に、排出トレイ45へ排出される。
【0029】
一方、カラーモードの場合には、モノクロモードの場合と同様、先ず中間転写ベルト20の回転を開始した後に、退避位置に設定されてい二次転写ロール30を動作位置に設定する。また、中間転写ベルト20の回転開始後、退避位置に設定されていた一次転写ロール17Y,17M,17Cを動作位置に設定し、図1に示すように、ブラックの一次転写ロール17Bkを含めた総ての一次転写ロールが感光体ドラムとの間に中間転写ベルトを挟み込んだ状態とする。
【0030】
このようにして中間転写ベルト20が回転を開始すると、各色の画情報に応じてラスタ走査ユニット12が各作像エンジン10Y,10M,10C,10Bkの感光体ドラム11を所定のタイミングで露光し、これによって各作像エンジン10Y,10M,10C,10Bkの感光体ドラム11上には画情報に応じたトナー像が形成される。各作像エンジン10Y,10M,10C,10Bkで形成されたトナー像は回動する中間転写ベルト20に対して順次転写され、かかる中間転写ベルト20上には各色のトナー像が重なり合った多重トナー像が形成される。また、記録シートPはモノクロモードの時と同様にして二次転写部に給紙され、中間転写ベルト20上に保持されていた多重トナー像は二次転写ロール30によって記録シートPへ二次転写される。この後、記録シートPは定着器44を経てトナー像の加熱定着がなされ、排出トレイ45へ排出される。
【0031】
このように構成される本実施例のカラープリンタでは、中間転写ベルト20上で各色のトナー像を高精度に重ね合わせるため、所謂アクティブステアリング方式によって該中間転写ベルト20の蛇行(幅方向の移動)を防止している。図5に示すように、このアクティブステアリング方式では、回動中の中間転写ベルト20の幅方向の位置をエッジセンサ1で検出した後、その検出結果に基づき、中間転写ベルト20に対して幅方向(ラテラル方向)へ作用する補正外力を加え、かかる中間転写ベルト20の幅方向位置を所定の基準位置に合致させる修正を行っている。補正外力はステアリングロール(ベルト搬送ロール)22を傾動させることによって、ラテラル方向の寄り力として中間転写ベルト20に与えられ、ステアリングロール22の傾動量、すなわちミスアライメント量が大きくなるほど、中間転写ベルト20に対して大きな寄り力が作用し、この寄り力によって中間転写ベルト20のラテラル方向への移動が抑制され、あるいは中間転写ベルト20を幅方向の所定位置まで移動させることができる。
【0032】
ステアリングロール22に与えられるミスアライメント量はマイクロコンピュータシステムから構成される補正制御部2によって演算され、後述するステアリングモータに与えられる。この補正制御部2はエッジセンサ1の検知結果を取り込むと共に、その検知結果、すなわち中間転写ベルト20の幅方向の現実の位置を所定の基準位置と比較し、ステアリングロール22に与えるべきミスアライメント量を演算する。
【0033】
図6は、上記エッジセンサ1の具体的な構成を示す概略図である。このエッジセンサ1は、回転軸3の周りに揺動自在に支持されたアクチュエータ4と、このアクチュエータ4の動きに応じて出力電圧が変化する透過型のフォトセンサ5とから構成されている。前記アクチュエータ4の一端側は中間転写ベルト20の幅方向の端部に当接する接触部6であり、この接触部6は中間転写ベルト20と離間することがないよう、スプリング7によって中間転写ベルト20へ向けて付勢されている。また、アクチュエータ4の他端側は前記フォトセンサ5の発光部と受光部との間に挿入される遮光板8として構成されており、アクチュエータ4の揺動に応じて遮光板8のフォトセンサ5に対する挿入量が変化するように構成されている。従って、中間転写ベルト20がラテラル方向(矢線方向)へ移動(ウォーク)を生じると、アクチュエータ4が回転軸3の周囲を揺動し、これに伴ってフォトセンサ5の出力電圧が変化するので、かかる出力電圧をチェックすることにより、中間転写ベルト20のラテラル方向への移動量を把握することができるようになっている。
【0034】
一方、図7は前記ステアリングロール22を傾動させるための具体的構成を示す概略図である。前記ステアリングロール22の回転軸の一端は固定的に設けられた装置フレーム50によって回転自在に支承されているが、他端は揺動アーム51の一端に支承されている。この揺動アーム51は回転軸52の周りに揺動自在に設けられており、ステアリングロール22と反対側の他端は偏心カム53に圧接している。この偏心カム53はステアリングモータ54に接続されており、ステアリングモータ54を回転させると、偏心カム53が回転し、それによってステアリングロール22を支承した揺動アーム51の一端が上下へ揺動するように構成されている。前記ステアリングモータ54には回転角度を高精度に制御可能なステッピングモータが用いられている。
【0035】
ステアリングロール22の傾動による中間転写ベルト20の蛇行修正の原理について説明すると、先ず、図7(a)に示すように、偏心カム53が所定の角度で停止し、その停止角度に対応してステアリングロール22がほぼ水平(傾きがほぼゼロ)に保持された状態では、走行中の中間転写ベルト20が幅方向yに移動(蛇行)しないものと仮定する。この状態から、図7(b)に示すように、ステアリングモータ54の駆動により偏心カム53を図の反時計廻りに回転させると、偏心カム53の偏心量に応じて揺動アーム51がθ1方向に揺動する。これにより、ステアリングロール22の一端が揺動アーム51によって持ち上げるため、その持ち上げ量に応じてステアリングロール22に傾きが生じる。このとき、ステアリングロール22に巻き付けられた中間転写ベルト20は、揺動アーム51にて持ち上げられたロール端側に移動する。これに対して、図7(c)に示すように、ステアリングモータ54の駆動により偏心カム53を図の時計廻りに回転させると、偏心カム53の偏心量に応じて揺動アーム51がθ2方向に揺動する。これにより、ステアリングロール22の一端が揺動アーム51によって押し下げられるため、その押し下げ量に応じてステアリングロール22に傾きが生じる。このとき、ステアリングロール22に巻き付けられた中間転写ベルト20は、揺動アーム51にて押し下げられたロール端と反対側に移動する。
【0036】
このため、中間転写ベルト20の幅方向yへの位置変動を前述のエッジセンサ1で検出し、その検出結果を基にステアリングモータ54を駆動してステアリングロール22に適当なミスアライメント量を与えてやれば、中間転写ベルト20の幅方向への移動を抑え、更にステアリングロール22上における幅方向の位置を修正することができ、結果として、中間転写ベルト20をウォークさせることなく一定の経路で安定的に回動させることができるものである。
【0037】
前述のように、中間転写ベルト20は駆動ロール21及びステアリングロール22を含めたベルト搬送ロール21〜24に架け回されると共に、スリップバッフル25に架け回され、所定の経路に沿って回動する。中間転写ベルト20は駆動ロール21とスリップバッフル25の間に張架されてトナー像の受像スパンを形成しており、各作像エンジン10Y、10M、10C、10Bkはこの受像スパンに沿って配列され、かかる受像スパン内において各感光体ドラム11から中間転写ベルト20へトナー像が転写される。
【0038】
前記ステアリングロール22は中間転写ベルト20の周方向のいずれの位置に設けても差し支えないのだが、ステアリングロール22の回転中心に対する中間転写ベルト20の巻き付け角を大きく設定した方が、かかるステアリングロール22の傾動に対して中間転写ベルト20の幅方向への移動が顕著に生じるので、この実施例では駆動ロール21と反対側の端部にステアリングロール22を配置している。また、前記スリップバッフル25はステアリングロール22と受像スパンを離隔する位置に設けられており、ステアリングロール22を傾動させた際にも受像スパンに捩れ等が生じないようになっている。
【0039】
このスリップバッフル25の配設位置に対しては通常のベルト搬送ロール、すなわち中間転写ベルト20の回転に連れ回るアイドラロールを設けることで、同様に受像スパンの安定性を確保することが可能である。しかし、ステアリングロール22に近接してベルト搬送ロールを設けると、かかるステアリングロール22を傾動させた際に、ベルト搬送ロールによる中間転写ベルト20の搬送方向とステアリングロール22による中間転写ベルト20の搬送方向とが合致しなくなり、ステアリングロール22の傾動によって中間転写ベルト20に生じる幅方向の寄り力を、近接するベルト搬送ロールが減殺してしまうことになる。このことから、本実施例ではステアリングロール22に近接した位置で中間転写ベルトを架け回す搬送部材として、かかる中間転写ベルト20の搬送に関して方向性を発揮しないスリップバッフル25を採用している。すなわち、このスリップバッフル25が本発明の無指向性搬送部材に相当する。
【0040】
図8に示すように、このスリップバッフル25は導電性の板状部材25aからなり、中間転写ベルト20を受像スパンからステアリングロール22へ円滑に案内し得るよう、断面が円弧状に形成されている。また、このスリップバッフル25に対して電荷が蓄積されると、中間転写ベルト20の表面に一次転写されたトナーがスリップバッフル25上で飛散してしまう懸念があるので、前記板状部材25aは接地されている。更に、中間転写ベルト20との間に作用する摩擦力を低減するため、前記板状部材25aの表面は低摩擦係数の樹脂コート層25bによって被覆されている。
【0041】
前記スリップバッフル25は中間転写ベルト20を内周面側から支えているのみであり、中間転写ベルト20を何ら方向性を具備して案内している訳ではない。このことから、ステアリングロール22を傾動させて中間転写ベルト20に対して寄り力を作用させた場合、スリップバッフル25は該寄り力を何ら減殺する力を発揮しない。従って、図10のグラフ中に実線で示したように、ステアリングロール22の傾動によって生じる中間転写ベルト20のウォークレートは、かかるステアリングロール22のミスアライメント量と略比例関係に発揮されることとなり、ステアリングロール22に対して大きなミスアライメント量を与える程、中間転写ベルト20に対して大きなウォークレートを与えることが可能となる。
【0042】
これにより、本実施例のプリンタでは、ステアリングロール22を用いた中間転写ベルト20の幅方向変位の制御性能を従来に比して飛躍的に向上させることができ、中間転写ベルト20の成形誤差、ベルト搬送ロール21〜24の径の誤差及び取付角度誤差、本体フレームの歪み等が大きい場合であっても、ステアリングロール22のミスアライメント量を調整するのみで、中間転写ベルト20か幅方向へ変位して蛇行するのを防止し、かかる中間転写ベルト20を一定の経路で蛇行なく円滑に循環させることができるものである。
【0043】
図9は本発明における無指向性搬送部材の他の実施例を示すものである。前記実施例では無指向性搬送部材として図8に示すスリップバッフル25を使用し、かかるスリップバッフル25に対して中間転写ベルト20が摺接するように構成したが、この図9に示す例では、スリップバッフル25に代えてボールケージ27を用いるように構成した。このボールケージ27では多数のボール27aが板状部材27bの表面に配列されており、個々のボール27aは前記板状部材27bによって回転自在に保持されている。前記ボール27aは中間転写ベルト20の内周面に対して接しており、中間転写ベルト20が回動すると、かかるベルト20に連れ回されてボール27aが回転するように構成されている。
【0044】
そして、この図9に示すボールケージ27を前記スリップバッフル25の代わりに用いた場合であっても、中間転写ベルト20に接するボール27aは回転軸を有するロールとは異なり、何ら方向性を具備して回転する訳ではないので、ステアリングロール22を傾動させて中間転写ベルト20に対して寄り力を作用させた場合、ボールケージ27は該寄り力を何ら減殺する力を発揮しない。従って、スリップバッフルを用いた実施例と同様、ステアリングロール22を用いた中間転写ベルト20の幅方向変位の制御性能を従来に比して飛躍的に向上させることができ、中間転写ベルト20の成形誤差、ベルト搬送ロール21〜24の径の誤差及び取付角度誤差、本体フレームの歪み等が大きい場合であっても、ステアリングロール22のミスアライメント量を調整するのみで、中間転写ベルト20か幅方向へ変位して蛇行するのを防止することができるものである。
【0045】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のベルト搬送装置によれば、ベルト部材の回転方向に関して前記ステアリングロールの上流側又は下流側に隣接する無指向性搬送部材はベルト部材を特定の搬送方向へ案内することはなく、譬え該無指向性搬送部材がステアリングロールと近接している場合であっても、ステアリングロールがベルト部材に対して及ぼす寄り力が減殺されてしまうことはないので、ステアリングロールに与えるミスアライメント量に対してベルト部材のウォークレートを敏感に反応させることができ、それによってベルト部材の幅方向への変位に関する制御性能を向上させることができ、しかもこれを低コストで実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のベルト搬送装置を中間転写ベルトに適用したフルカラーレーザビームプリンタの概略構成を示す図である。
【図2】二次転写ロールが中間転写ベルトに対してリトラクトする構成を示す図である。
【図3】一次転写ロールが中間転写ベルトに対してリトラクトする構成を示す図である。
【図4】モノクロモードのプリントジョブの様子を示す図である。
【図5】中間転写ベルトの幅方向の位置を制御するアクティブステアリング方式の構成を示す図である。
【図6】エッジセンサの構成を示す図である。
【図7】スアリングロールの傾動と中間転写ベルトの幅方向への移動との関係を示す図である。
【図8】中間転写ベルトの搬送部材の一つとしてスリップバッフルを用いた実施例を示す断面図である。
【図9】中間転写ベルトの搬送部材の一つとしてボールケージを用いた実施例を示す断面図である。
【図10】ステアリングロールのミスアライメント量とベルト部材のウォークレートとの関係を示すグラフである。
【図11】ステアリングロールに隣接するベルト搬送ロールがステアリングロールの発揮する寄り力を減殺する課題を説明する図である。
【符号の説明】
20…中間転写ベルト、21…駆動ロール、22…ステアリングロール、25…スリップバッフル、27…ボールケージ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a belt conveying device that rotates an endless belt member while being wound around a plurality of conveying rolls, and more particularly, to a sheet conveying belt or an intermediate transfer device of an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer. The present invention relates to an improvement in a belt conveying device used as a belt.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1] JP-A-11-295948
[0003]
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus such as a color copying machine or a color printer that forms a full-color image, yellow, magenta, cyan, and black toner images formed on an image carrier such as a photosensitive drum are recorded in accordance with image information. It is necessary to transfer the image on a sheet. There are various methods for overlapping and fading each color toner image on a recording sheet.For example, a recording sheet is electrostatically adsorbed on an endless sheet conveying belt and conveyed with the rotation of the sheet conveying belt. Or a structure in which the toner images of each color are sequentially transferred from the image carrier to the recording sheet to be transferred, or the toner images of each color are not directly transferred from the image carrier to the recording sheet, but to an endless intermediate transfer belt. There has been known a printer which is configured to perform secondary transfer to a recording sheet after primary transfer. The latter method, in which a toner image is indirectly transferred from an image carrier to a recording sheet via an intermediate transfer belt, is capable of superimposing toner images of each color on the intermediate transfer belt. Multicolor toner images can be superimposed without being affected by fluctuations in the resistance value of the recording sheet, and the color image can be compared with the former case in which each color toner image is directly transferred to the recording sheet. In addition to easy control of the transfer conditions of the toner image during formation, conveyance of the recording sheet is also simplified, and there are advantages such as occurrence of sheet jam can be prevented as much as possible.
[0004]
When a plurality of color toner images are superimposed on the sheet conveying belt or the intermediate transfer belt in this manner, in order to form a high-quality color recording image without color shift, the sheet conveying belt or the intermediate transfer belt is used. It is important that the belt does not displace in the width direction during its rotation. However, in general, when a belt member formed into an endless shape is wound around a plurality of transport rolls including a drive roll and a driven roll and rotated, the belt member exerts a biasing force along the axial direction of the transport roll. The belt member is displaced in the axial direction of the transport roll, that is, in the width direction of the belt member, in order to obtain a stable rotation position. This is due to a molding error of the belt member, a diameter error of the transport roll, a misalignment at the time of assembling, and the like.
[0005]
Therefore, various proposals have been made to stably rotate an endless belt member along a fixed path. One of the proposals is to freely use one of the transport rolls around which the belt member is wound. 2. Description of the Related Art There is known a steering system which is configured as a steering roll that can be tilted to a predetermined angle, and suppresses displacement of a belt member in a width direction by operating the steering roll.
[0006]
The simplest configuration of this steering system is to tilt the steering roll after assembly of the image forming apparatus or at the time of installation after transport, etc. to intentionally give misalignment and suppress the widthwise displacement of the belt member. Things are known. Even if a biasing force in the width direction acts on the belt member due to a molding error of the belt member, an error of the diameter of the transport roll and a misalignment at the time of assembling, a distortion of the apparatus frame due to the installation of the image forming apparatus, etc. If a misalignment is applied to the steering roll, and a biasing force in the opposite direction that counteracts the biasing force is applied and the balance is achieved, the belt member will be displaced in the width direction unless a new biasing force is applied thereafter. It turns stably without doing.
[0007]
However, when the belt member is used for a sheet conveying belt or an intermediate transfer belt of an image forming apparatus, various members such as a transfer roll, a cleaner, and a recording sheet come into contact with the belt member during the execution of a recording image forming process. The belt member will always act in the width direction of the belt member. Adjusting the amount of misalignment of the steering roll only after the assembly of the device or at the time of installation will require the belt member. Movement in the width direction cannot be suppressed. For this reason, a so-called active steering system has been known in which a width direction of a belt member is sequentially detected and a steering roll is tilted based on the detection result. Specifically, an edge sensor for detecting the end position of the belt member in the width direction is provided. After the edge sensor detects the movement of the belt member in the width direction when a biasing force is applied, the edge sensor detects the movement. Tilting the steering roll based on this, intentionally giving misalignment to the steering roll, thereby suppressing and correcting the movement of the belt member in the width direction, and continuing the belt member at a predetermined reference position in the width direction. (See Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-295948).
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In such a steering method, when a misalignment is intentionally given to the steering roll, the conveying direction of the belt member by the steering roll is inclined with respect to the original rotation direction of the belt member. As a result, A biasing force acts on the belt member. Accordingly, as the misalignment amount of the steering roll increases, the lateral force acting on the belt member in the width direction increases, and the amount of movement of the belt member in the width direction per rotation (hereinafter referred to as “walk rate”). Also gets bigger. Originally, this walk rate should constitute a substantially proportional relationship with the amount of misalignment of the steering roll as shown by the solid line in the graph of FIG.
[0009]
However, as shown in FIG. 11, when the
[0010]
When the response characteristic of the walk rate of the belt member to the misalignment amount of the steering roll deteriorates, the following problem occurs. That is, when a deviation force in the width direction due to a molding error of the belt member, an error in the diameter of the transport roll, a misalignment at the time of assembling, or the like is large, even if a large misalignment amount is given to the steering roll, the deviation is small. The force cannot be canceled, and the movement of the belt member in the width direction cannot be suppressed.
[0011]
Further, the broken line graph in FIG. 10 is based on the assumption that the belt member is in an ideal state in which the belt member does not meander in the width direction when no misalignment is given to the steering roll. If a certain degree of misalignment has already been given to the steering roll after the assembly is completed or when the apparatus is installed, the steering roll causes a walk rate to the belt member at that time. The dashed line graph is shifted upward and downward as indicated by the dashed line (in FIG. 10, shifted downward). For this reason, even if a new misalignment amount is given to the steering roll, the belt member generates a shift force in one of the width directions, but hardly generates a shift force in the other direction. When a new biasing force acts on the belt member due to contact, etc., the biasing force to cancel this can not be applied by the steering roll, and the belt member is displaced endlessly in the width direction and eventually breaks Will be done.
[0012]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to make it possible to make a walk rate of a belt member sensitive to an amount of misalignment given to a steering roll. It is an object of the present invention to provide a belt conveying device that can improve control performance relating to displacement of a member in a width direction and can realize this at low cost.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention provides an endless belt member that is wound around a plurality of transport members and rotates along a predetermined path, and forms one of the plurality of transport members and rotates with respect to the belt member. In a belt transport device including a drive roll that transmits power, and a steering roll that forms one of the remaining transport members other than the drive roll and that can freely change an arrangement angle with respect to the other transport members. In addition, among the plurality of transport members, a transport member adjacent to an upstream side or a downstream side of the steering roll with respect to a rotation direction of the belt member is configured as a non-directional transport member.
[0014]
According to such a technical means, the transport member adjacent to the upstream or downstream side of the steering roll with respect to the rotation direction of the belt member is configured as an omnidirectional transport member. Does not guide the belt member in a specific conveying direction, and even if the omnidirectional conveying member is close to the steering roll, the biasing force exerted on the belt member by the steering roll is reduced. It won't. As a result, the relationship between the misalignment amount of the steering roll and the walk rate of the belt member constitutes a substantially proportional relationship, and the walk rate of the belt member reacts sensitively to the misalignment amount given to the steering roll, The control performance with respect to the displacement of the belt member in the width direction can be improved.
[0015]
Here, as the omnidirectional transport member, a belt member is hung, but it is sufficient that the belt member is not guided in a specific transport direction. For example, a plate on which the inner peripheral surface of the belt member slides is provided. Any baffle may be used. Further, a ball cage in which a large number of rotatable balls are arranged may be used as the non-directional transport member, and the balls may be rolled in contact with the inner peripheral surface of the belt member.
[0016]
This omni-directional transport member is effective when applied to the transport member adjacent to the upstream and downstream sides of the steering roll with respect to the rotation direction of the belt member, but is sufficiently applied to any one of the transport members. The desired effect can be obtained. In this case, it is preferable to apply the present invention to a conveying member closer to the steering roll.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the belt conveying device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a color laser beam printer employing the belt conveying device of the present invention as an intermediate transfer belt. This laser beam printer includes four
[0018]
The
[0019]
A
[0020]
On the other hand, a
[0021]
The four
[0022]
Each of the
[0023]
Primary transfer rolls 17Y, 17M, 17C, and 17Bk are disposed at positions facing the
[0024]
As shown in FIG. 3, among these primary transfer rolls 17Y, 17M, 17C, and 17Bk, primary transfer rolls 17Y provided for
[0025]
In the case of the monochrome mode among the print jobs of the color laser beam printer configured as described above, first, the rotation of the
[0026]
When the
[0027]
After the recording sheet P is pulled out one by one from the
[0028]
After the recording sheet P on which the secondary transfer of the toner image has been performed is separated from the
[0029]
On the other hand, in the case of the color mode, as in the case of the monochrome mode, first, the rotation of the
[0030]
When the
[0031]
In the thus configured color printer of the present embodiment, the
[0032]
The amount of misalignment given to the
[0033]
FIG. 6 is a schematic diagram showing a specific configuration of the edge sensor 1. The edge sensor 1 includes an
[0034]
FIG. 7 is a schematic diagram showing a specific configuration for tilting the
[0035]
The principle of the meandering correction of the
[0036]
For this reason, the position fluctuation of the
[0037]
As described above, the
[0038]
The
[0039]
By providing a normal belt transport roll, that is, an idler roll that rotates with the rotation of the
[0040]
As shown in FIG. 8, the
[0041]
The
[0042]
As a result, in the printer of the present embodiment, the control performance of the displacement of the
[0043]
FIG. 9 shows another embodiment of the omnidirectional transport member according to the present invention. In the above-described embodiment, the
[0044]
Even when the
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the belt transport device of the present invention, the omnidirectional transport member adjacent to the upstream or downstream side of the steering roll with respect to the rotation direction of the belt member guides the belt member in the specific transport direction. Even if the omnidirectional conveying member is close to the steering roll, the biasing force exerted on the belt member by the steering roll is not diminished. The walk rate of the belt member can be made to react sensitively to the given amount of misalignment, thereby improving the control performance with respect to the displacement of the belt member in the width direction, and realizing this at low cost. Becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a full-color laser beam printer in which a belt conveyance device of the present invention is applied to an intermediate transfer belt.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration in which a secondary transfer roll retracts with respect to an intermediate transfer belt.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration in which a primary transfer roll retracts with respect to an intermediate transfer belt.
FIG. 4 illustrates a print job in a monochrome mode.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an active steering system for controlling a position of an intermediate transfer belt in a width direction.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an edge sensor.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between tilting of a swaging roll and movement of an intermediate transfer belt in a width direction.
FIG. 8 is a sectional view showing an embodiment using a slip baffle as one of the conveying members of the intermediate transfer belt.
FIG. 9 is a sectional view showing an embodiment using a ball cage as one of the conveying members of the intermediate transfer belt.
FIG. 10 is a graph illustrating a relationship between a misalignment amount of a steering roll and a walk rate of a belt member.
FIG. 11 is a diagram illustrating a problem in which a belt conveyance roll adjacent to the steering roll reduces the biasing force exerted by the steering roll.
[Explanation of symbols]
Reference numeral 20: intermediate transfer belt, 21: drive roll, 22: steering roll, 25: slip baffle, 27: ball cage
Claims (8)
前記複数の搬送部材のうち、前記ベルト部材の回転方向に関して前記ステアリングロールの上流側又は下流側に隣接する搬送部材が無指向性搬送部材として構成されていることを特徴とするベルト搬送装置。An endless belt member that is wound around a plurality of transport members and rotates along a predetermined path; and a drive roll that forms one of the plurality of transport members and transmits rotational power to the belt members. And, while forming one of the remaining transport members other than the drive roll, in a belt transport device including a steering roll capable of arbitrarily changing the arrangement angle with respect to the other transport members,
A belt transport device, wherein, among the plurality of transport members, a transport member adjacent to an upstream side or a downstream side of the steering roll with respect to a rotation direction of the belt member is configured as a non-directional transport member.
前記中間転写ベルトは複数の搬送部材に架け回されて所定経路に沿って回動する一方、
前記複数の搬送部材は、前記中間転写ベルトに対して回転動力を伝達する駆動ロールと、その他の搬送部材に対する配設角度を任意に変更可能なステアリングロールとを含んで構成され、更に、
前記中間転写ベルトの回転方向に関して前記ステアリングロールの上流側又は下流側に隣接する搬送部材が無指向性搬送部材として構成されていることを特徴とする画像形成装置。After a toner image corresponding to image information is formed on an image carrier, the toner image is primarily transferred from the image carrier to an endless intermediate transfer belt, and further secondary-transferred from the intermediate transfer belt to a recording sheet. In the image forming apparatus configured in
While the intermediate transfer belt is wound around a plurality of transport members and rotates along a predetermined path,
The plurality of transport members are configured to include a drive roll that transmits rotational power to the intermediate transfer belt, and a steering roll that can arbitrarily change an arrangement angle with respect to other transport members,
An image forming apparatus, wherein a conveying member adjacent to an upstream side or a downstream side of the steering roll with respect to a rotation direction of the intermediate transfer belt is configured as a non-directional conveying member.
かかる受像スパンの両端に位置する一対の搬送部材のうち、一方の搬送部材を前記無指向性搬送部材として構成すると共に、この無指向性搬送部材に隣接して前記ステアリングロールが設けられていることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。The intermediate transfer belt contacts the image carrier at an image receiving span stretched between a pair of transport members other than the steering roll,
Among the pair of transport members located at both ends of the image receiving span, one of the transport members is configured as the omnidirectional transport member, and the steering roll is provided adjacent to the omnidirectional transport member. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
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---|---|---|---|
JP2003162276A JP2004359438A (en) | 2003-06-06 | 2003-06-06 | Belt conveyance device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011128180A (en) * | 2009-12-15 | 2011-06-30 | Canon Inc | Image forming apparatus |
JP2016114801A (en) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | コニカミノルタ株式会社 | Belt tension adjustment mechanism and image formation device |
US9465347B2 (en) | 2014-03-28 | 2016-10-11 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Transport device and image forming apparatus that can align a transfer belt |
-
2003
- 2003-06-06 JP JP2003162276A patent/JP2004359438A/en not_active Withdrawn
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