JP2006078906A - ベルト搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ベルト走行速度を一定に保つため、一般的に使用されているエンコーダを用い、画質の劣化を抑えた画像出力を実現するベルト搬送装置を提供する。
【解決手段】 画像形成を行う場合、中間転写ベルトとしての無端状ベルトをベルト搬送の駆動ローラと転写ベルト駆動プーリーとに架け渡し、前記駆動ローラの駆動により前記無端状ベルトを走行させるベルト搬送装置であって、前記無端状ベルト上に押し当てるローラと、前記ローラと同軸上に配置した第１のエンコーダと、前記駆動ローラ軸上に配置した第２のエンコーダと、前記第１のエンコーダの回転情報によってベルト走行速度を検出する検出手段とを備え、前記第１のエンコーダの出力と前記第２のエンコーダの出力比から前記ローラのすべりを検知し、前記第２のエンコーダの出力で、前記第１のエンコーダの出力を補正するようにする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電子写真装置等におけるベルト搬送装置に関し、複写機やプリンタに応用して好適である。

近年の画像形成装置は、その印刷精度の向上を目指し、画素位置のずれが数百μｍ以下の印字を実現することが必要となってきている。その際に、中間転写ベルトを利用した画像形成装置においては、そのベルト走行速度のずれにより、印字位置の位置ずれが発生してしまう。このベルト走行速度の変動は、ベルト駆動軸の偏心や、ベルトの厚み偏差などによって発生する。
これらの問題を解決するには、偏心が発生しない機構設計、組み付けが必要となり、更に組み付け時の工数、時間や精度向上のための部品精度向上など多くのコストアップ要因が必要となる。
これを解決するためには、ベルト上にマーキングを行い、そのマーキングの位置のずれ量を読み取ることで、感光体の回転速度や書き込みのタイミングを変更するなどの手段があり、また、別の手段として、ベルト走行速度を測定し、その速度が一定となるような制御を実施することが有効な手段と考えられる。
従来技術としては、レジストマークによる位置検出を行って位置ずれを補正するもの（例えば、特許文献１参照）や、ベルト一周分のデータを計測し補正値を作成し、変動を抑える方法（例えば、特許文献２参照）などがある。
特開２０００−０４７５４６公報 特開２０００−０４７５４７公報

しかしながら、ベルト走行速度を計測するためには、ベルト上にマークを印刷する必要があり、ベルト全周にわたって速度を精度よく計測するためには、高解像度なマークの書き込みが必要となるが、書き込みによるマーキングではあまり高解像度のマーキングは実施できない。
本発明は、上述の実情を考慮してなされたものであって、ベルト走行速度を一定に保つため、一般的に使用されているエンコーダを用い、画質の劣化を抑えた画像出力を実現するベルト搬送装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、無端状の中間転写ベルトを駆動ローラとプーリーとに架け渡し、前記駆動ローラの駆動により前記中間転写ベルトを走行させるベルト搬送装置において、前記中間転写ベルト上に当接して連れ回りする従動ローラと、前記従動ローラと同軸上に配置した第１のエンコーダと、前記第１のエンコーダからの回転情報によってベルト走行速度を検出する検出手段と、を備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のベルト搬送装置において、前記ローラは前記無端状ベルト上の直進部分に配置されることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のベルト搬送装置において、前記駆動ローラ軸上に配置した第２のエンコーダを備えることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のベルト搬送装置において、前記第１のエンコーダの前記無端状ベルト上における分解能と、前記第２のエンコーダの駆動ローラ上の分解能が整数比となるようにすることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のベルト搬送装置において、前記第１のエンコーダの出力と前記第２のエンコーダの出力比から、前記ローラのすべりを検知するすべり検知手段を備えることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一項に記載のベルト搬送装置において、前記第１のエンコーダの出力をもとにベルト回転制御を行う制御手段を備えることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載のベルト搬送装置において、前記第１のエンコーダと前記第２のエンコーダとの出力比を検出し、その比が一定値以上異なる場合に、前記第２のエンコーダの出力で、前記第１のエンコーダの出力を補正する補正手段を備えることを特徴とする。
請求項８に記載の画像形成装置の発明は、請求項１乃至７の何れか一項に記載のベルト搬送装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、一般的に使用されているエンコーダを用いて、ベルト表面速度の計測を行う構成とし、ベルト表面に押し付けたローラにすべりが発生した場合も、その影響を最小限に抑えることが可能となるため、ベルト走行速度が一定に保たれるので、画質の劣化を抑えた、画像出力を実現することができる。

以下、図面を参照して、本発明のベルト搬送装置に係る好適な実施形態について説明する。
図１は、本実施形態のベルト搬送装置が適用される一般的な画像形成装置の一部構成を示す図である。
最近では画像形成装置の高速化、カラー化にともない、従来のひとつの感光体ドラムに対して、４色（ブラック、イエロー、マジェンタ、シアン）の帯電、露光、転写を４回繰り返す方式から、４本の感光体により各色の帯電、露光、転写を個別に行い、中間転写ベルト上でそれぞれのトナーを重ね合わせて画像を形成する方式が取られてきている。
このような画像形成装置は、図１に示すように４本の感光体と中間転写ベルト、紙搬送装置などから構成される。
図１において、１１〜１４は感光体であり、カラー画像形成時のイエロー（以下Ｙと表す）、マジェンタ（以下Ｍと表す）、シアン（以下Ｃと表す）、ブラック（以下Ｋと表す）の４色を重ね合わせることでカラー画像の形成を行う。
感光体１１〜１４は、ＹＭＣＫの各色に対応した画像形成を行うため、それぞれレーザ走査ユニットより画像情報が書き込まれる。ここでは詳細な説明は省くが、このように感光体上にレーザ光を照射することにより感光体上に電荷による出力画像情報を形成し、トナーを付着させて各色のトナー画像を形成する。
感光体１１〜１４で形成されたトナー画像は、中間転写ベルト２１に転写され、中間転写ベルト２１上でそれぞれのカラー画像を重ね合わせたカラー画像が形成される。

中間転写ベルト２１は、中間転写ベルトの駆動源であるベルト搬送駆動ローラ（駆動ローラ）２２、プーリー（従動プーリー）２３、２４により支持され、ベルト搬送駆動ローラ２２によって回転する。
中間転写ベルト２１上に形成されたカラー画像は、次に搬送ベルト３１によって搬送され、プーリー２４と２次転写駆動ローラ３２によって搬送される紙上に転写され、その後この図では省略しているが、定着などの工程を経て、出力画像が紙上に形成される。
このような画像形成装置においては、各感光体１１〜１４が一定に回転している場合でも、中間転写ベルト２１の回転速度に速度変動が生じると、中間転写ベルト２１上に転写される各感光体１１〜１４からのトナーの転写位置がずれてしまい、画像劣化の原因となる。
図２に示す構成は、ベルト搬送駆動ローラの駆動軸もしくはその他のベルト搬送駆動ローラの軸上にエンコーダを取り付け、ベルト回転速度を検知しようとするものである。図２（Ａ）は側面図、図２（Ｂ）は上面図を示す。
ベルト搬送駆動ローラ１０１は、モータ等によって回転駆動され、プーリー１０２、１０３にかけられた中間転写ベルト１１０が回転する。このとき、ベルト搬送駆動ローラ１０１の回転軸に取り付けたエンコーダ１２０も同時に回転し、中間転写ベルト１１０の回転速度に応じた出力を行う。

しかし、ベルト搬送駆動ローラ１０１の回転軸にエンコーダ１２０を取り付けた場合は、エンコーダ１２０の取り付け偏心やベルトの厚み偏差等によって、中間転写ベルト表面の速度が一定の場合でも、エンコーダ１２０には回転速度の変動が発生してしまう。
そこで、図３に示すように、ベルト表面にローラを押し当て、そのローラ軸上にエンコーダを配する構成とする。図３（Ａ）は側面図、図３（Ｂ）は上面図である。
ベルト搬送駆動ローラ２０１とプーリー２０２間のベルト面上にローラ２２１を押し当て、そのローラ２２１の回転軸上にエンコーダ２２０を取り付ける。
ベルト搬送駆動ローラ２０１が回転することによって、中間転写ベルト２１０が回転し、中間転写ベルト２１０に接している従動ローラ２２１も回転する。このとき従動ローラ２２１の回転軸上に取り付けたエンコーダ２２０も同時に回転することで、ベルト回転速度に応じたエンコーダ出力が得られる。
このように従動ローラ２２１が図３のように中間転写ベルト２１０の水平な部分に押し当てられることにより、中間転写ベルト２１０の表面速度の計測が可能となる。
この構成は、感光体から転写される面でのベルト速度を計測しているため、ベルトの厚み偏差や、ベルト駆動軸等の偏心による影響を受けることなく、ベルト移動速度情報の取得が可能となる。
また、搬送ローラはベルトを支持するため、余り小径にはできないが、中間転写ベルトに押し当てる従動ローラには制約がないため、小径にすることが可能であり、この結果としてエンコーダの取り付け偏心による影響も小さくすることができる。
さらに、図４のようにベルト面に接する従動ローラ３０１に取り付けたエンコーダ３０２の他に、ベルト搬送駆動ローラ３１０の軸上にもエンコーダ３１１を取り付け、この２つのエンコーダ３０２、３１１からの出力を演算装置３２０で比較し、ベルト表面に押し付けた従動ローラ３０１にすべりが発生したか否かを２つのエンコーダ３０２、３１１の出力比により検出し、すべりが発生した場合は、ベルト搬送駆動ローラ３１０の軸上のエンコーダ３１１の出力を用いてエンコーダ３０２の出力の補正を行う。

次に、上記の補正時の動作について説明する。
例えば、従動ローラ３０１にすべりがない場合は、ベルト表面に押し当てた従動ローラ３０１に取り付けたエンコーダ３０２の時間ｔ当たりの出力がｎであった場合、ベルト搬送駆動ローラ３１０の軸上のエンコーダ３１１の出力をＮ、エンコーダ３０２の分解能とエンコーダ３１１の分解能の比をｘ：１とすると、一定値Δｎに対して、
Ｎ＝ｘ×ｎ＋Δｎ
の関係が成り立つ。ここですべりが発生すると、
Ｎ＞ｘ×ｎ＋Δｎ
となり、ベルト搬送駆動軸の回転速度に比べ、ベルト表面の従動ローラ３０１の値が少ないため、すべりが発生したと判断して、制御処理装置で処理するエンコーダ３０２の値に（Ｎ−ｘ×ｎ）の値を加算して、速度制御を継続するようにする。
このような動作を実現することで、ベルト表面に押し付けた従動ローラ３０１にすべりが発生した場合も、その影響を最小限に抑えることが可能となる。
以上のような構成および動作を実現することで、ベルト表面の速度を検出し、その速度情報をもとに制御を実現し、ベルト速度変動による印刷画像のずれを最小限に抑えた画像出力が可能となる。

本実施形態のベルト搬送装置が適用される一般的な画像形成装置の一部構成を示す図。 ベルト搬送ローラ駆動軸上にエンコーダを取り付け、ベルト回転速度を検知する構成のベルト搬送装置を示す図。 ベルト表面にローラを押し当て、そのローラ軸上にエンコーダを配する構成のベルト搬送装置を示す図。 ２つのエンコーダを備えるベルト搬送装置を示す図。

符号の説明

１１〜１４ 感光体、２１ 中間転写ベルト、２２ ベルト搬送駆動ローラ、２３、２４ プーリー、３１ 搬送ベルト、３２ ２次転写駆動ローラ、１０１ ベルト搬送駆動ローラ、１０２、１０３ プーリー、１１０ 中間転写ベルト、１２０ エンコーダ、２０１ ベルト搬送駆動ローラ、２０２、２０３ プーリー、２１０ 中間転写ベルト、２２０ エンコーダ、２２１ 従動ローラ、３０１ 従動ローラ、３０２ エンコーダ、３１０ ベルト搬送駆動ローラ、３１１ エンコーダ、３２０ 演算装置

Claims (8)

1. 無端状の中間転写ベルトを駆動ローラとプーリーとに架け渡し、前記駆動ローラの駆動により前記中間転写ベルトを走行させるベルト搬送装置において、前記中間転写ベルト上に当接して連れ回りする従動ローラと、前記従動ローラと同軸上に配置した第１のエンコーダと、前記第１のエンコーダからの回転情報によってベルト走行速度を検出する検出手段と、を備えることを特徴とするベルト搬送装置。
2. 請求項１に記載のベルト搬送装置において、前記従動ローラは前記無端状ベルト上の直進部分に配置されることを特徴とするベルト搬送装置。
3. 請求項１または２に記載のベルト搬送装置において、前記駆動ローラ軸上に第２のエンコーダを備えることを特徴とするベルト搬送装置。
4. 請求項３に記載のベルト搬送装置において、前記第１のエンコーダの前記中間転写ベルト上における分解能と、前記第２のエンコーダの駆動ローラ上の分解能が整数比となるようにすることを特徴とするベルト搬送装置。
5. 請求項４に記載のベルト搬送装置において、前記第１のエンコーダの出力と前記第２のエンコーダの出力比から、前記ローラのすべりを検知するすべり検知手段を備えることを特徴とするベルト搬送装置。
6. 請求項１乃至４の何れか一項に記載のベルト搬送装置において、前記第１のエンコーダの出力をもとにベルト回転制御を行う制御手段を備えることを特徴とするベルト搬送装置。
7. 請求項５に記載のベルト搬送装置において、前記第１のエンコーダと前記第２のエンコーダとの出力比を検出し、その比が一定値以上異なる場合に、前記第２のエンコーダの出力で、前記第１のエンコーダの出力を補正する補正手段を備えることを特徴とするベルト搬送装置。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載のベルト搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
   

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