JP2011022270A - ベルト装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な制御で色ずれを抑制することが可能なベルト装置、およびそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】ベルト装置２５は、無端のベルト１２５と、ベルト１２５を回転駆動する駆動ローラ２１と、ベルト１２５のベルト幅方向への蛇行を補正する蛇行補正手段２２と、ベルト幅方向においてベルト端面３１の位置を検出するセンサ３２と、蛇行補正手段２２の動作調整を行う調整機構３３と、センサ３２によるベルト端面３１の位置検出に基づき、調整機構３３を制御する制御部３４とを含む。制御部３４は、ベルト端面３１が所定の目標位置ｒに近づくように、かつ所定の目標位置ｒを含む所定の位置範囲内に収まるように調整機構３３を制御する。所定の位置範囲は、ベルト端面３１の位置のフレ幅の範囲内において設定される位置範囲である。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばトナー像を担持する転写ベルトを有するベルト装置、およびそれを備えた画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置は、例えば、外部からの画像情報に基づいてトナー像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラムからトナー像が転写される転写ベルトを有するベルト装置と、転写ベルト上のトナー像を用紙等の記録媒体に転写する転写部と、用紙上のトナー像を該用紙上に定着させる定着部とを、主要な構成要素として含む。

ベルト装置は、一般的に、所定の駆動源に接続された駆動ローラと、複数の従動ローラと、それらのローラに張設された転写ベルトとを含む。転写ベルトは、駆動ローラの回転に伴って従動回転しつつ、感光体ドラムからトナー像が転写される。

ところで、ベルト装置では、転写ベルトが回転中にベルト幅方向に移動して蛇行したり、片寄りしたりする場合がある。転写ベルトの蛇行や片寄りが発生すると、複数のカラートナー像を転写ベルト上に重ね転写する際にカラートナー像の位置が互いにずれてしまい、色ずれの原因となる。その結果、高画質の画像を形成することが困難となる。

このような不都合を解消するためには、転写ベルトの蛇行や片寄りを修正する必要がある。そのような技術として、例えば特許文献１や特許文献２のものが知られている。特許文献１のベルト装置は、まず、ベルトの走行位置と走行目標位置との間の位置偏差に基づいて蛇行補正を実施して、位置偏差を規定範囲内に収束させる第１制御を行い、次に、ベルトの走行位置を複数回サンプリングして算出した平均値と前記走行目標位置との間の偏差に基づいてベルトの蛇行補正を実施する第２制御を行うことにより、色ずれを抑制している。

特許文献２のベルト装置は、ベルトの蛇行量、蛇行変化量および蛇行速度のうちの少なくとも２つの値がそれぞれに対応して設定された所定値以下になったときに、制御パラメータを変化させる、例えばベルト走行位置の検出間隔を短い間隔から長い間隔に変化させて、ベルトの蛇行補正を行うことにより、色ずれを抑制している。

特開２００５−８４２０９号公報 特開平９−１６９４４９号公報

しかしながら、色ずれの抑制のために、特許文献１のベルト装置では、第１制御から第２制御に切り替える必要があり、特許文献２のベルト装置では、制御パラメータを変化させる必要があり、色ずれ抑制の制御が複雑なものとなっている。

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、簡単な制御で色ずれを抑制することが可能なベルト装置、およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るベルト装置は、複数の異なる色が重ね合わされたトナー像を担持する無端のベルトと、所定の駆動源に接続され、前記ベルトを回転駆動する駆動ローラを含み、前記ベルトが張設される複数のローラと、前記ベルトのベルト幅方向への蛇行を補正する蛇行補正手段と、前記ベルト幅方向においてベルト端面の位置を検出するセンサと、前記蛇行補正手段の動作調整を行う調整機構と、前記センサによる前記ベルト端面の位置検出に基づき、前記調整機構を制御する制御部とを含む。前記制御部は、前記ベルト端面が所定の目標位置に近づくように、かつ前記所定の目標位置を含む所定の位置範囲内に収まるように前記調整機構を制御し、前記所定の位置範囲は、前記ベルト端面の位置のフレ幅を基準として設定される位置範囲である。

本発明に係るベルト装置では、ベルト端面の位置を、所定の目標位置に厳密に収束させるのではなく、所定の目標位置を含む所定の位置範囲内に収めるように制御することで、ベルト端面のフレの影響を受けることなく色ずれを十分に抑制しつつ、制御の構成を簡単化している。

本発明の他の好ましい実施形態では、前記制御部は、前記ベルトを回転させつつ前記センサを用いて前記ベルト端面の位置を検出することで、前記ベルト端面の形状を予め把握し、前記センサの検出間隔は前記形状に応じて設定される。

この構成によれば、ベルト端面の形状が急激に変化している場合、センサの検出間隔を細かくすることで、前記変化に起因するベルト蛇行を検知できる。また、ベルト端面の形状が緩やかに変化している場合、センサの検出間隔を粗くしても、前記変化に起因するベルト蛇行を検知できるので、制御部の負担を減らすことができる。

本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記ベルトの駆動開始直後における前記ベルト端面の位置を仮の目標位置とすると、前記制御部は、前記ベルト端面が前記仮の目標位置を含む前記所定の位置範囲内に収まるように前記調整機構を制御しつつ、前記仮の目標位置を前記所定の目標位置に徐々に近づける。

ベルト端面は、ベルト駆動開始直後の位置が所定の目標位置から大きく離れている場合があり、その場合において、ベルト端面を所定の目標位置に速やかに近づけようとすると、ベルト端面の移動量が大きくならざるを得ないので、色ずれが発生し易い。この色ずれは、ベルト端面をベルト駆動開始直後の位置から所定の目標位置に移動させた後、ベルト上に像を担持させることで回避することができるが、そうすると、待機時間が生じてしまう。しかしながら、上記構成によれば、ベルト駆動開始直後のベルト端面の位置を仮の目標位置とし、制御部は、ベルト端面が前記仮の目標位置を含む所定の位置範囲内に収まるように直ちに制御を行うので、待機時間が生じない。しかも、制御部は前記仮の目標位置を所定の目標位置に徐々に近づけることで、前記色ずれの発生を抑制できる。

本発明に係る画像形成装置は、各色のカラートナー像が形成される表面を有する複数の感光体ドラムと、前記感光体ドラムから前記トナー像が転写される転写ベルトを有するベルト装置と、前記転写ベルト上の前記トナー像を用紙に転写する転写部と、前記用紙上のトナー像を該用紙に定着させる定着部とを含み、前記ベルト装置として、請求項１〜４のいずれか一項に記載のベルト装置が採用されている。

本発明に係る画像形成装置は、上記構成のベルト装置を採用しているので、簡単な制御でカラートナー像の色ずれを抑制することができる。

本発明に係るベルト装置によれば、簡単な制御でベルト蛇行に起因する色ずれを十分に抑制することができる。

本実施形態に係るベルト装置が適用された画像形成装置の内部構造の一例を説明するための正面断面視の説明図である。 図１に示すベルト装置の拡大図である。 ベルト装置の駆動ローラおよびその周辺部分を示す斜視図である。 ベルト装置のベルトセンサおよび従動ローラを示す斜視図である。 ベルト装置のベルトセンサの構成を示す斜視図である。 ベルト装置の従動ローラおよびその周辺部分を示す斜視図である。 ベルトセンサによって得たベルト端面形状の一例を示す。 ベルト端面の位置を調整する制御例を示す。 ベルト端面形状に応じてベルトセンサの検出間隔を設定することを説明する説明図である。 ベルト端面形状に応じてベルトセンサの検出間隔を設定することを説明する説明図である。 ベルト端面の位置を調整する他の制御例を示す。 ベルト端面の位置を調整する他の制御例を示す。

まず、本発明の実施形態に係るベルト装置が設けられた画像形成装置の概要について図１を基に説明する。図１は、画像形成装置の内部構造の一実施形態を説明するための正面断面視の説明図である。画像形成装置１０は、カラー印刷用の複写機として使用されるものであり、基本構成として、箱形を呈する装置本体１１と、装置本体１１の上部に設けられ、原稿画像を読み取る画像読取部１６とを含む。

装置本体１１には、画像読取部１６によって読み取られた原稿の画像情報に基づき画像を形成する画像形成部１２と、画像形成部１２によって形成され、用紙Ｐに転写された画像に定着処理を施す定着部１３と、用紙Ｐを貯留する用紙貯留部１４とが内装されている。

画像読取部１６は、装置本体１１の上面に開閉可能に設けられた原稿押え１６１と、装置本体１１の上部内でコンタクトガラス１６３を介して原稿押え１６１と対向配置された光学系ユニット１６２とを含む。コンタクトガラス１６３は、載置された原稿の原稿面を読み取るために原稿押え１６１より若干小さい平面形状に寸法設定されている。原稿押え１６１は、画像読取部１６の一構成要素である装置本体１１の上面の一側辺において所定の軸回りに正逆回動することで開閉する。

光学系ユニット１６２は、図略の光源、複数のミラー、レンズユニット、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）等を有している。光源からの光が原稿面で反射され、この反射光がこれらミラーおよびレンズユニットを介して原稿情報としてＣＣＤに入力される。ＣＣＤに入力されたアナログ量としての原稿情報は、デジタル信号に変換されて所定の記憶装置に記憶される。

画像形成部１２は、用紙貯留部１４から給紙された用紙Ｐにトナー画像を形成させるものであり、上流側（図１の紙面の左側）から下流側へ向けて順次配設されたマゼンタ用ユニット１２Ｍと、シアン用ユニット１２Ｃと、イエロー用ユニット１２Ｙと、ブラック用ユニット１２Ｋとを含む。各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋには、感光体ドラム１２１および現像装置１２２が設けられている。各感光体ドラム１２１は、図１において反時計方向に回転しつつ対応する現像装置１２２からトナーの供給を受ける。装置本体１１の前面側（図１の紙面の表側）および図１の右側面側には、各現像装置１２２に対応して配設されたトナーコンテナ２０が設けられており、トナーコンテナ２０からトナーが現像装置１２２に補給される。

マゼンタ〜ブラックユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋの各現像装置１２２に各色のトナーを補給するマゼンタトナー用コンテナ２０Ｍ、シアントナー用コンテナ２０Ｃ、イエロートナー用コンテナ２０Ｙおよびブラックトナー用コンテナ２０Ｋは、画像形成部１２の上方において装置本体１１に対して着脱可能に設けられている。

各感光体ドラム１２１の直上位置には、帯電器１２３が設けられている。また、帯電器１２３および現像装置１２２の上方位置には、露光装置１２４が設けられている。各感光体ドラム１２１は、対応する帯電器１２３によって周面が一様に帯電される。帯電後の感光体ドラム１２１の周面には、画像読取部１６で入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が露光装置１２４から照射される。これにより、感光体ドラム１２１の周面上に静電潜像が形成される。静電潜像に現像装置１２２から各色のトナーが供給されることにより、感光体ドラム１２１の周面にトナー像が形成される。

画像形成部１２の下方には、本実施形態に係るベルト装置２５が設けられている。ベルト装置２５は、感光体ドラム１２１の下方に設けられた転写ベルト１２５と、駆動源（図３）に接続され、転写ベルト１２５を回転駆動する駆動ローラ２１と、従動ローラ２２、２次転写対向ローラ１２５ｃ等からなる従動ローラ群とを含む。転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１の周面に当接するように駆動ローラ２１、従動ローラ２２および２次転写対向ローラ１２５ｃ並びにその他の必要なローラ間に張設された無端ベルトである。ベルト装置２５は、さらに、各感光体ドラム１２１に対応して設けられた１次転写ローラ１２６を含む。転写ベルト１２５は、１次転写ローラ１２６によって感光体ドラム１２１の周面に押し付けられた状態で、各感光体ドラム１２１と同期しながら駆動ローラ２１と従動ローラ２２との間を時計回りに周回する。ベルト装置２５の詳細な構成は後述する。

転写ベルト１２５の周回と共に、転写ベルト１２５の表面に対して、まず、マゼンタ用ユニット１２Ｍの感光体ドラム１２１によるマゼンタのトナー像の転写が行なわれる。ついで、転写ベルト１２５におけるマゼンタトナー像の転写位置に、シアン用ユニット１２Ｃの感光体ドラム１２１によるシアンのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれる。以下同様にして、イエロー用ユニット１２Ｙによるイエローのトナー像の転写、およびブラック用ユニット１２Ｋによるブラックのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれる。これによって転写ベルト１２５の表面にカラーのトナー像が形成される。転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー像は、用紙貯留部１４から搬送されてきた用紙Ｐに転写される。

各感光体ドラム１２１の図１における右方位置には、感光体ドラム１２１の周面の残留トナーを除去して清浄化するクリーナー１２７が設けられている。クリーナー１２７によって清浄化処理された感光体ドラム１２１の周面は、帯電器１２３によって再び帯電される。クリーナー１２７で感光体ドラム１２１の周面から取り除かれた廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収される。

装置本体１１の最下部には、用紙Ｐを貯留する用紙貯留部１４が設けられている。用紙貯留部１４は、用紙Ｐの束を貯留する挿脱自在の用紙トレイ１４１を有している。図１に示す例では、用紙トレイ１４１が２段で設けられているが、３段以上であってもよいし、１段であってもよい。

画像形成部１２と用紙貯留部１４との間には、用紙貯留部１４から用紙Ｐを搬送する用紙搬送路１１１が設けられている。用紙搬送路１１１は、用紙貯留部１４の右方位置から画像形成部１２の下方位置にかけて延びている。用紙搬送路１１１には、適所に搬送ローラ対１１２が設けられている。また、用紙搬送路１１１には、ベルト装置２５の２次転写対向ローラ１２５ｃと対向した位置に転写ベルト１２５の表面に当接する２次転写ローラ１１３が設けられている。

用紙Ｐは、用紙トレイ１４１からピックアップローラ１４２の駆動で１枚ずつ繰り出される。繰り出された用紙Ｐは、搬送ローラ対１１２の駆動によって用紙搬送路１１１を通って２次転写ローラ１１３と転写ベルト１２５との間のニップ部へ向けて搬送される。ニップ部において、転写ベルト１２５の表面に転写されたカラーのトナー画像が用紙Ｐ上に転写される。

定着部１３は、画像形成部１２で転写された用紙Ｐ上のトナー像に対して定着処理を施すものである。定着部１３は、加熱源であるハロゲンヒータ等の通電発熱体を内部に有する加熱ローラ１３１と、加熱ローラ１３１と対向配置された定着ローラ１３２と、定着ローラ１３２および加熱ローラ１３１間に張設された定着ベルト１３３と、定着ベルト１３３を介して定着ローラ１３２と対向配置された加圧ローラ１３４とを含む。定着処理の完了したカラー画像付の用紙Ｐは、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１１４を通って装置本体１１の左側壁に設けられた排紙トレイ１１５へ向けて排出される。

以下、本実施形態に係るベルト装置２５について説明する。図２は、図１に示すベルト装置の拡大図である。ベルト装置２５は、上述したように、駆動ローラ２１と、従動ローラ２２、１次転写ローラ１２６、２次転写対向ローラ１２５ｃ等を含む従動ローラ群と、これらのローラに張設された転写ベルト１２５とを、基本構成要素として含む。駆動ローラ２１は、第１ローラ本体２３と、第１ローラ本体２３を同軸で一体回転可能に支持する第１回転軸２４とを有する。従動ローラ２２は、第２ローラ本体２６と、第２ローラ本体２６を同軸で一体回転可能に支持する第２回転軸２７とを有する。駆動ローラ２１および従動ローラ２２は、第１回転軸２４および第２回転軸２７が互いに平行に設定された状態で転写ベルト１２５の長手方向において対向配置されている。

第１回転軸２４は、図３に示すように所定の支持フレーム２８に回転可能に支持されている。第１回転軸２４における支持フレーム２８から突出した部分には、ギア２９が第１回転軸２４に同軸で設けられている。ギア２９は、駆動源、例えばモータ３０の出力軸に噛み合っている。したがって、モータ３０の駆動によって出力軸が回転すると、ギア２９が回転する。これに伴い、第１回転軸２４、つまり駆動ローラ２１が回転するので、転写ベルト１２５は周回駆動される。このとき、従動ローラ２２は、上述したように従動回転する。

ところで、上記構成のベルト装置２５では、転写ベルト１２５が周回中にベルト幅方向に移動して蛇行したり、片寄りしたりする場合がある。転写ベルト１２５の蛇行や片寄りが発生すると、マゼンタ用ユニット１２Ｍ、シアン用ユニット１２Ｃ、イエロー用ユニット１２Ｙおよびブラック用ユニット１２Ｋの各感光体ドラム１２１からトナー像が転写ベルト１２５に重ね転写される際にトナー像の位置が互いにずれてしまい、色ずれの原因となる。色ずれを抑制して高画質の画像を確保するためには、転写ベルト１２５の蛇行や片寄りを速やかに修正する必要がある。

本実施形態では、転写ベルト１２５の蛇行や片寄りを修正するために、ベルト装置２５は、転写ベルト１２５のベルト幅方向におけるベルト端面３１の位置を検出するベルトセンサ３２と、転写ベルト１２５がベルト幅方向に蛇行するのを補正する蛇行補正手段と、蛇行補正手段の動作調整を行うことでベルト端面３１をベルト幅方向に移動させる調整機構３３と、ベルトセンサ３２の検出信号に基づいて調整機構３３を制御する制御部３４とを含む。本実施形態では、従動ローラ２２が蛇行補正手段の一例として採用されている。

ベルトセンサ３２は、図２に示すように、転写ベルト１２５の周回軌道上における従動ローラ２２の近傍に配置されている。ベルトセンサ３２は、図４および図５に示すように、光を所定の方向（図４および図５では下方に）に照射する発光部３５と、発光部３５に対向配置され、前記光を受光する受光部３６と、発光部３５と受光部３６との間で移動可能に配置された遮光板３７とを有する。

ベルトセンサ３２は、さらに、転写ベルト１２５のベルト端面３１に当接する当接板３８と、当接板３８と遮光板３７とを連結する連結棒５０とを有する。連結棒５０は、発光部３５および受光部３６に回転可能に支持されており、その一端部には、当接板３８がねじりコイルバネ５１を介して支持され、略中間部には、遮光板３７が発光部３６と受光部３７との間に位置するように固定されている。

転写ベルト１２５がベルト幅方向に蛇行すると、ベルト端面３１に当接している当接板３８がベルト幅方向に移動する。これに伴い、当接板３８に連結された遮光板３７が発光部３５と受光部３６との間で移動する。遮光板３７の移動量に応じて、つまり、遮光板３７が発光部３５からの光を遮光する遮光量に応じて、受光部３６が受光する光の受光量が変動する。受光部３６は受光量に応じた電圧値（検出信号）を出力する。制御部３４は、受光部３６から出力される電圧値を受けて、ベルト端面３１の位置を判定する。

ベルトセンサ３２は所定の検出間隔でベルト端面３１の位置を検出するように設定されている。制御部３４は、ベルトセンサ３１からの電圧値に基づき、ベルト端面３１の位置がベルト幅方向における所定の目標位置に近づくように調整機構３３を制御することにより、転写ベルト１２５の蛇行や片寄りの修正を行う。制御部３４による制御についての説明に先立ち、調整機構３３について説明する。

調整機構３３は、上述したように、従動ローラ２２の位置調整を行うことで、ベルト端面３１をベルト幅方向に移動させる機構である。従動ローラ２２は、第２回転軸２７の図略の一端部を基点として第２回転軸２７の他端部３９を所定の正逆方向に傾斜可能に構成されている。第２回転軸２７の他端部３９を傾けさせることで、従動ローラ２２の第２ローラ本体２６に張設されている転写ベルト１２５を従動ローラ２２の長手方向に移動させることができる。つまり、ベルト端面３１をベルト幅方向に移動させることができる。そして、第２回転軸２７の傾きを微細に調整することにより、ベルト端面３１をベルト幅方向における第１方向または第１方向とは逆方向の第２方向に移動させる。

調整機構３３は、具体的には、従動ローラ２２の第２回転軸２７を回転可能に支持する軸受け４０を有する支持フレーム４１と、支持フレーム４１を揺動可能に支持する揺動支持軸４２と、支持フレーム４１を揺動支持軸４２を基点として揺動させるカム４３と、カム４３と同軸にかつ一体に形成されたギア４４と、ギア４４と噛み合う出力軸４５を有する駆動モータ４６とを含む。

支持フレーム４１は、転写ベルト１２５の側方位置で転写ベルト１２５の長手方向に沿って延びる部材であって、軸受け４０が設けられた一端部４７と、揺動支持軸４２が設けられた他端部４８とを有する。カム４３は、支持フレーム４１の一端部４７における所定の当接部に当接した状態で位置設定されている。なお、図４に示す支持フレーム４１は、第２回転軸２７の他端部３９を支持するフレームであり、ギア４４は、図略の支持軸によって回転可能に支持されている。

上記構成の調整機構３３は、次のようにして転写ベルト１２５のベルト端面３１をベルト幅方向に移動させる。本実施形態では、駆動モータ４６はパルスモータであり、制御部３４は所定数の駆動パルスによって駆動モータ４６を駆動する。駆動モータ４６の駆動力は出力軸４５を介してギア４４に伝達され、ギア４４が回転する。これに伴い、ギア４４と一体に形成されたカム４３は、支持フレーム４１の一端部４７の前記当接部に当接した状態で支持フレーム４１の一端部４７を揺動支持軸４２を基点として揺動させる。これにより、軸受け４０に支持された従動ローラ２２の第２回転軸２７の他端部３９が第２回転軸２７の前記一端部を基点として所定の正逆方向に傾斜する。第２回転軸２７の傾斜角度は、駆動パルスの数によって微細に調整することができるので、ベルトの蛇行を抑制することができる。

次に、制御部３４がベルトセンサ３２からの電圧値（検出信号）に基づいて転写ベルト１２５の蛇行や片寄りを修正する制御について具体的に説明する。本実施形態では、制御部３４はベルト端面３１の形状を考慮して制御を行う。ベルト端面３１は、転写ベルト１２５を平面視で見た場合、製造時における切断等の加工によって不均一な凹凸面となっていることが多い。そのため、ベルト端面３１の位置は転写ベルト１２５の周回中にベルト幅方向においてフレる。ベルト端面位置のフレ幅の範囲は、ベルト幅方向の凹凸の度合いによって決まる。

ベルト端面３１の位置がフレているということは、ベルト端面３１を基準に転写ベルト１２５の蛇行補正を行うと、転写ベルト１２５がベルト幅方向において蛇行することを意味する。そこで、本実施形態では、ベルト端面３１のフレが転写ベルト１２５の蛇行に影響しない制御方法を提供する。以下に、制御部３４による色ずれ抑制の制御を、図７および図８に示す具体例を参照しながら説明する。

制御部３４は、色ずれ抑制の制御に先立ち、まず、ベルト端面３１の形状（つまり凹凸の度合い）をベルトセンサ３２によって把握する。ベルト端面形状は、転写ベルト１２５を回転させつつ、ベルトセンサ３２を用いてベルト端面３１の位置を所定の検出間隔で検出して、それらの検出位置を線状に繋ぐことで把握することができる。図７は、ベルトセンサ３２によって得たベルト端面形状の一例を示す。図７から、ベルト端面位置がフレていることが分かる。本実施形態では、転写ベルト１２５が一回転する間に生じるフレ幅を全周フレと呼び、全周フレを２ｑで表している。

ベルト端面形状を把握した制御部３４は、ベルトセンサ３２から所定の検出間隔毎に伝送される電圧値に基づき、以下に示す条件式（１）〜（３）を利用してベルト端面３１のベルト幅方向における位置を調整する。

条件式（１）：ａ（ｔ）＞ｐ×ｑ＋ｒのとき、ｂ（ｔ）＝ａ（ｔ）−ｐ×ｑ
条件式（２）：−ｐ×ｑ＋ｒ≦ａ（ｔ）≦ｐ×ｑ＋ｒのとき、ｂ（ｔ）＝ｒ
条件式（３）：ａ（ｔ）＜−ｐ×ｑ＋ｒのとき、ｂ（ｔ）＝ａ（ｔ）＋ｐ×ｑ
ａ（ｔ）：センサ出力電圧0〜5Vを0〜1023に換算した数値によってベルト端面３１の位置を表す。

ｑ：全周フレ２ｑの１／２を表す。２ｑは全周フレの上限から下限のセンサ出力電圧差0〜5Vを0〜1023に換算した数値である。

ｒ：ベルト端面３１の所定の目標位置を表す。ｒは例えば５１２である。

ｐ：例えば０．７〜１．３の任意の定数であり、ベルト端面形状に応じて設定される。

ｂ（ｔ）：ベルト端面３１を所定の目標位置に近づけるために用いられる関数を表す。

図８は、条件式（１）〜（３）を用いてベルト端面３１の位置を調整する制御例を示す。図８では、横軸は経過時間を示し、縦軸は、ベルト端面位置の軌跡を表している。制御部３４は、ベルト端面位置が所定の目標位置ｒを中心として＋ｐ×ｑ＋ｒから−ｐ×ｑ＋ｒの範囲内に収まるようにフィードバック制御を行う。ベルト端面位置を、所定の目標位置ｒを中心として＋ｐ×ｑ＋ｒから−ｐ×ｑ＋ｒの範囲内に収めることで、ベルト蛇行を抑制することができる。

図８を参照すると、時点Ｔ０は、新たなプリント作業が始まり、ベルトセンサ３２によるベルト端面３１の位置検出を開始した任意の開始時点を表しており、時点Ｔ０では、ベルト端面３１は、所定の目標位置ｒから離れている。時点Ｔ０では、ａ（ｔ）＞＋ｐ×ｑ＋ｒであることから、制御部３４は、条件式（１）を適用して、ベルト端面位置を関数ｂ（ｔ）に従って移動させる。

時点Ｔ０から関数ｂ（ｔ）に従って移動したベルト端面３１は、時点Ｔ１において＋ｐ×ｑ＋ｒから−ｐ×ｑ＋ｒの範囲内に収まる。このとき、−ｐ×ｑ＋ｒ≦ａ（ｔ）≦ｐ×ｑ＋ｒであることから、制御部３４は、条件式（２）を適用する、つまり、ベルト端面３１が＋ｐ×ｑ＋ｒから−ｐ×ｑ＋ｒの範囲内に収まった時点で調整機構３３が一旦停止する。

ベルト端面３１が＋ｐ×ｑ＋ｒから−ｐ×ｑ＋ｒの範囲内に一旦収まっても、転写ベルト１２５は蛇行することがあるので、再び前記範囲から外れることがある。ベルト端面３１が蛇行時点Ｔ２において＋ｐ×ｑ＋ｒから−ｐ×ｑ＋ｒの範囲から出たとき、調整機構３３を動作させる。このとき、ａ（ｔ）＜−ｐ×ｑ＋ｒであることから、条件式（３）を適用して、ベルト端面位置を関数ｂ（ｔ）に従って移動させる。

時点Ｔ２から関数ｂ（ｔ）に従って移動したベルト端面３１は、時点Ｔ３において＋ｐ×ｑ＋ｒから−ｐ×ｑ＋ｒの範囲内に収まる。このとき、−ｐ×ｑ＋ｒ≦ａ（ｔ）≦ｐ×ｑ＋ｒであることから、調整機構３３が一旦停止する。

時点Ｔ４において、ベルト端面３１は＋ｐ×ｑ＋ｒから−ｐ×ｑ＋ｒの範囲から出るが、制御部３４は、ａ（ｔ）＞＋ｐ×ｑ＋ｒであることから、条件式（１）を適用して、ベルト端面位置を関数ｂ（ｔ）に従って移動させる。時点Ｔ４から関数ｂ（ｔ）に従って移動したベルト端面３１は、時点Ｔ５において＋ｐ×ｑ＋ｒから−ｐ×ｑ＋ｒの範囲内に再び収まる。

図８から明らかなように、ベルト端面位置は＋ｐ×ｑ＋ｒから−ｐ×ｑ＋ｒの範囲内に収まったり前記範囲から出たりを繰り返すが、制御部３４はフィードバック制御を行っているので、時点Ｔ６，Ｔ７に示すようにベルト端面位置を＋ｐ×ｑ＋ｒから−ｐ×ｑ＋ｒの範囲内に収束させることができる。

このように、制御部３４によれば、ベルト端面のフレの影響を受けることなくベルト蛇行を抑制することができる。これにより、制御の構成を簡単化しつつ、十分に高画質なトナー像を形成することができる。

また、制御部３４は、転写ベルト１２５を回転させつつベルトセンサ３２を用いてベルト端面位置を検出することにより、ベルト端面形状を予め把握しているので、ベルトセンサ３２の検出間隔をベルト端面形状に応じて設定することができる。

具体的には、図９に示すように、ベルト端面３１の形状が急峻な山状に急激に変化している場合、ベルトセンサ３２の検出間隔を山の幅よりも細かくすることで、ベルトセンサ３２が前記変化を読み飛ばすことなく、前記変化に起因するベルト蛇行を検知できる。これにより、ベルト端面３１の形状に起因する全周フレ２ｑを正確に測定することができるので、「ｑ」を用いて行う制御の精度を向上させることができる。

また、図１０に示すように、ベルト端面３１の形状が緩やかに変化している場合、センサの検出間隔を粗くしても、ベルトセンサ３２は、前記変化を読み飛ばすことなく、前記変化に起因するベルト蛇行を検知できる。検出間隔を粗くした分、制御部３４の負担を減らすことができる。

図８を参照して説明した制御例では、転写ベルト１２５の駆動開始直後におけるベルト端面３１の位置が所定の目標位置ｒに比較的近い位置にある場合において行われる制御について説明したが、ベルト端面３１は、図１１に示すように、転写ベルト駆動開始直後の位置が所定の目標位置ｒから大きく離れている場合がある。その場合において、ベルト端面３１を、図８に示すような制御により、所定の目標位置ｒに速やかに近づけようとすると、ベルト端面３１の移動量が大きくならざるを得ないので、色ずれが発生し易い。この色ずれは、ベルト端面３１を転写ベルト駆動開始直後の位置から所定の目標位置ｒに移動させた後、転写ベルト１２５上にトナー像を担持させることで回避することができるが、そうすると、待機時間が生じてしまう。

そこで、本実施形態では、前記待機時間を生じさせないために、制御部３４は、図１２に示すように、転写ベルト１２５の駆動開始直後におけるベルト端面３１の位置を仮の目標位置ｒ１とし、ベルト端面３１が仮の目標位置ｒ１を含む＋ｐ×ｑ＋ｒから−ｐ×ｑ＋ｒの位置範囲内に収まるように制御しつつ、仮の目標位置ｒ１を所定の目標位置ｒに徐々に近づける。この制御によれば、ベルト端面３１が仮の目標位置ｒ１を含む＋ｐ×ｑ＋ｒから−ｐ×ｑ＋ｒの範囲内に収まるように直ちに制御を行うことができるので、待機時間が生じない。しかも、制御部３４は、仮の目標位置ｒ１を所定の目標位置ｒに徐々に近づけることで、色ずれの発生を抑制できる。

図８および図１２を参照しながら説明した制御例から明らかなように、本実施形態に係るベルト装置２５では、制御部３４は、ベルト端面のフレの影響を受けることなくベルト蛇行を抑制することができるので、制御の構成を簡単化しつつ、十分に高画質なトナー像を形成することができる。

１０ 画像形成装置
２１ 駆動ローラ
２２ 従動ローラ（蛇行補正手段）
２５ ベルト装置
２６ 第２ローラ本体
２７ 第２回転軸
３１ ベルト端面
３２ ベルトセンサ
３３ ローラ位置調整機構
３４ 制御部
３５ 発光部
３６ 受光部
３７ 遮光板
３８ 当接板
１２５ 転写ベルト

Claims (4)

1. 複数の異なる色が重ね合わされたトナー像を担持する無端のベルトと、
   所定の駆動源に接続され、前記ベルトを回転駆動する駆動ローラを含み、前記ベルトが張設される複数のローラと、
   前記ベルトのベルト幅方向への蛇行を補正する蛇行補正手段と、
   前記ベルト幅方向においてベルト端面の位置を検出するセンサと、
   前記蛇行補正手段の動作調整を行う調整機構と、
   前記センサによる前記ベルト端面の位置検出に基づき、前記調整機構を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記ベルト端面が所定の目標位置に近づくように、かつ前記所定の目標位置を含む所定の位置範囲内に収まるように前記調整機構を制御し、
   前記所定の位置範囲は、前記ベルト端面の位置のフレ幅を基準として設定される位置範囲であるベルト装置。
2. 請求項１に記載のベルト装置において、前記制御部は、前記ベルトを回転させつつ前記センサを用いて前記ベルト端面の位置を検出することで、前記ベルト端面の形状を予め把握し、
   前記センサの検出間隔は前記形状に応じて設定されるベルト装置。
3. 請求項１に記載のベルト装置において、前記ベルトの駆動開始直後における前記ベルト端面の位置を仮の目標位置とすると、前記制御部は、前記ベルト端面が前記仮の目標位置を含む前記所定の位置範囲内に収まるように前記調整機構を制御しつつ、前記仮の目標位置を前記所定の目標位置に徐々に近づけるベルト装置。
4. 各色のカラートナー像が形成される表面を有する複数の感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムから前記トナー像が転写される転写ベルトを有するベルト装置と、
   前記転写ベルト上の前記トナー像を用紙に転写する転写部と、
   前記用紙上のトナー像を該用紙に定着させる定着部と、
   を備え、
   前記ベルト装置として、請求項１〜４のいずれか一項に記載のベルト装置が採用されている画像形成装置。

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