JP3919589B2 - Belt meandering correction apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の支持部材に張架された無端ベルトの蛇行を補正するベルト蛇行補正装置及び複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置の中には、複数の支持部材であるローラに張架された無端ベルトである中間転写ベルトを用いてカラー画像を形成するカラー画像形成装置がある。このカラー画像形成装置は、感光体等に形成された各色トナー像を中間転写ベルト上に重ね合わせ、その重ね合わせた合成トナー像を転写紙に転写してカラー画像を形成する。一般に、中間転写ベルト等の無端ベルト（以下、単に「ベルト」という。）が駆動しているときには、その中間転写ベルト上の任意点がベルト幅方向（ベルト表面上における無端移動方向に直交する方向）に多少変位しながら移動するため、ベルトが蛇行する。このような蛇行が生じると、ベルトを張架するローラからベルトが脱落するという不具合が生じる。
また、上記カラー画像形成装置において中間転写ベルトが蛇行すると、その中間転写ベルト上に各色トナー像をぴったりと重ね合わせることができず、画像の色ズレ等の不具合が生じる。また、画像情報に応じた潜像を担持する潜像担持体として、無端ベルトである感光体ベルト等を用いた画像形成装置においてその感光体ベルト等が蛇行したときには、画質劣化という不具合が生じる。
【０００３】
このような不具合を抑制するため、ベルトの無端移動中にベルトの幅方向位置がズレたとき、その幅方向位置を修正する方法が種々提案されている。その方法の中の１つには、ベルトを張架するステアリングローラのベルト幅方向における傾き動作を制御して、ベルトの幅方向位置を修正する方法が知られている。以下、この方法をステアリング方式という。このステアリング方式を採用したものとしては、例えば特開平３−２８８１６７号公報に開示されたベルト駆動装置が知られている。このベルト駆動装置は、ベルト上に設けたマークをＣＣＤセンサで読み取ってベルト幅方向の位置ズレを検出し、そのＣＣＤセンサで読み取った結果に基づいてステアリングローラの傾き動作を制御する。しかし、このベルト駆動装置では、ベルト上に１個だけ設けられたマークを、所定箇所に配置されたＣＣＤセンサでベルト１周ごとに読み取る。そのため、ＣＣＤセンサがベルト上のマークを読み取ってから、ベルトが１周して再度マークを読み取るまでの間に生じるベルト幅方向の位置ズレについては、ステアリングローラの傾き動作の制御にフィードバックされない。このように比較的長い周期でベルト幅方向の位置ズレを検出するのでは、ベルトの幅方向位置のズレを高い精度で修正することはできない。
【０００４】
一方、特開２０００−３４０３１号公報には、ステアリングローラの傾き動作を行う可動端部とは反対側の固定端部側に、ベルトの幅方向縁部の位置を検出するエッジセンサを配置したベルト駆動装置が開示されている。このベルト駆動装置では、ベルトの無端移動方向に沿って延びるベルトの幅方向縁部の位置をエッジセンサによって検出するので、ベルト幅方向の位置ズレを連続的に又は比較的短い周期で検出することが可能となる。よって、ベルト幅方向の位置ズレを、連続的に又は細かい間隔で、ステアリングローラの傾き動作の制御にフィードバックすることが可能となる。よって、このベルト駆動装置によれば、ベルトの幅方向位置のズレを高い精度で修正することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述した種々の不具合の原因となるベルトの蛇行は、次のようなメカニズムにより発生するものと考えられる。
ベルトの蛇行は、ベルト上の任意点がベルト幅方向に変位しながら移動することである。このようにベルト上の任意点をベルト幅方向に変位させる力は、主に、そのベルトとこれが巻き付けられたローラとの間に働く摩擦力によって生じる。そして、ローラに巻き付いたベルト部分での無端移動方向が正規の無端移動方向に対して傾斜し始めたときに、ベルト上の任意点がベルト幅方向に変位し始める。ベルトの正規の無端移動方向はローラの表面移動方向と一致する場合には、上記ベルト部分での無端移動方向がそのローラの表面移動方向に対して傾斜し始めたときにベルト上の任意点がベルト幅方向に変位し始める。そして、ベルト幅方向に変位したベルト上の任意点がベルトの無端移動に伴って無端移動方向下流側に伝わると、ベルトが蛇行することになる。
【０００６】
ところが、上記特開２０００−３４０３１号公報に開示のベルト駆動装置を含む従来のベルト駆動装置は、所定の箇所におけるベルトの幅方向への位置ズレをステアリングローラの傾き動作の制御にフィードバックするものである。すなわち、上述した蛇行のメカニズムからすると、従来のベルト駆動装置による制御では、ベルトが蛇行した結果生じるベルトの幅方向への位置ズレをフィードバックする。よって、従来のベルト駆動装置は、蛇行が発生した後にこの蛇行を修正するものと言える。したがって、従来のベルト駆動装置では、蛇行が発生してからステアリングローラの傾き動作による蛇行修正が行われるまでにタイムラグが生じ、蛇行が修正されるまでにある程度の時間を要するという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ベルトの蛇行が発生し始めてからこの蛇行を修正するまでの時間を短縮し、従来よりも効果的にベルトの蛇行を抑制できるベルト駆動装置及び画像形成装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の支持部材により張架される無端ベルトに駆動力を伝達して該無端ベルトを駆動させるベルト駆動装置で、該無端ベルトの無端移動方向が正規の無端移動方向から外れたときに生じる該無端ベルトの蛇行を補正するベルト蛇行補正装置において、上記複数の支持部材の中の少なくとも１つの支持部材に巻き付いた無端ベルト部分の無端移動方向と、該無端ベルト部分の正規の無端移動方向との傾斜を検出するための傾斜検出手段と、上記傾斜検出手段による検出結果に基づいて、上記無端ベルト部分の無端移動方向を正規の無端移動方向に修正する傾斜修正手段とを備え、上記傾斜検出手段は、上記無端ベルトの無端移動方向における互いに異なる２つの箇所で、上記少なくとも１つの支持部材に巻き付いた無端ベルト部分又はその近傍のベルト幅方向位置をそれぞれ検出する２つの位置検出手段を有し、該２つの位置検出手段による各検出結果の差分に基づいて上記傾斜を得るものであり、上記２つの位置検出手段が検出する各ベルト幅方向位置は、上記無端ベルトが上記少なくとも１つの支持部材に接触を開始する接触開始位置と、該支持部材から離間を開始する離間開始位置であることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のベルト蛇行補正装置において、上記少なくとも１つの支持部材は、上記複数の支持部材の中で、上記無端ベルトとの間の摩擦係数と、該無端ベルトの巻付き角との積が最も大きいものであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、複数の支持部材により張架される無端ベルトに駆動力を伝達して該無端ベルトを駆動させるベルト駆動装置と、上記無端ベルトの無端移動方向が正規の無端移動方向から外れたときに生じる該無端ベルトの蛇行を補正するベルト蛇行補正装置とを備えた画像形成装置において、上記ベルト蛇行補正装置として、請求項１又は２のベルト蛇行補正装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、非画像形成動作時に、上記無端ベルトのベルト幅方向位置を正規の位置に修正する位置修正手段を設けたことを特徴とするものである。
上記請求項１のベルト蛇行補正装置においては、無端ベルトを張架する少なくとも１つの支持部材に巻き付いた無端ベルト部分の無端移動方向と、その無端ベルト部分の正規の無端移動方向との傾斜を傾斜検出手段により検出する。そして、その傾斜検出手段による検出結果に基づいて、傾斜修正手段により、無端ベルト部分の無端移動方向を正規の無端移動方向に修正する。すなわち、このベルト蛇行補正装置では、ベルトの蛇行の発生原因である上記傾斜を検出し、この検出結果に基づいて蛇行を補正する。よって、ベルトの蛇行が発生してから蛇行を修正する従来のものに比べて、ベルトの蛇行が発生し始めてからこの蛇行を修正するまでのタイムラグが小さい。これにより、ベルトの蛇行により生じるベルト幅方向位置のズレ量が小さいうちにその蛇行を補正できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のカラー複写機（以下、単に「複写機」という。）に適用した一実施形態について説明する。なお、本実施形態の複写機は、無端ベルトである中間転写ベルトを備えたいわゆるタンデム型のカラー画像形成装置である。
図２は、本実施形態に係る複写機全体の概略構成図である。この複写機は、複写機本体１００と、この複写機本体を載置する給紙テーブル２００と、その複写機本体上に取り付けるスキャナ３００と、このスキャナの上部に取り付けられる原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから構成されている。
【００１０】
図３は、複写機本体１００部分の構成を示す拡大図である。複写機本体１００には、中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、３つの支持部材である支持ローラ１４，１５，１６に張架された状態で、図３中時計回り方向に回転駆動される。支持ローラのうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間のベルト張架部分には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫが並んで配置されている。これらの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの上方には、図２に示すように、露光装置２１が設けられている。この露光装置２１は、スキャナ３００で読み取った原稿の画像情報に基づいて、各画像形成ユニットに設けられる潜像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上に静電潜像を形成するためのものである。また、支持ローラのうちの第３支持ローラ１６に対向する位置には、２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３ａ，２３ｂ間に無端ベルト状の２次転写ベルト２４が張架した構成を有する。そして、中間転写ベルト１０上のトナー像を転写紙上に２次転写する際には、２次転写ベルト２４を第３支持ローラ１６に巻き付いた中間転写ベルト１０部分に押し当てて２次転写を行う。なお、２次転写装置２２は、２次転写ベルト２４を用いた構成でなくても、例えば転写ローラや非接触の転写チャージャを用いた構成としてもよい。
また、２次転写装置２２の２次転写ベルト２４による転写紙搬送方向下流側には、転写紙上に転写されたトナー像を定着させるための熱定着手段としての定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、加熱ローラ２６に加圧ローラ２７を押し当てた構成となっている。
【００１１】
また、中間転写ベルト１０の支持ローラのうちの第２支持ローラ１５に対向する位置には、ベルトクリーニング装置１７が設けられている。このベルトクリーニング装置１７は、記録材としての転写紙に中間転写ベルト１０上のトナー像を転写した後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去するためのものである。このベルトクリーニング装置１７は、２つのファーブラシ９０，９１を備えている。これらのファーブラシ９０，９１は、それぞれ金属ローラ９２，９３に接触した状態で回転するように設けられている。本実施形態では、中間転写ベルト１０の無端移動方向上流側の金属ローラ９２に電源９４から負極性の電圧を印加し、下流側の金属ローラ９３に電源９５から正極性の電圧が印加されている。これにより、ファーブラシ９０，９１には、それぞれ異なる極性のバイアスが印加される。なお、金属ローラ９２，９３には、それぞれブレード９６，９７が当接している。このベルトクリーニング装置１７は、中間転写ベルト１０の表面に対し、まず上流側のファーブラシ９０により負極性のバイアスを印加してクリーニングを行う。そして、ファーブラシ９０に転移したトナーは、さらに電位差によりファーブラシ９０から金属ローラ９２に転移し、ブレード９６により掻き落とされる。このようにして、ブレード９６，９７で掻き落とされたトナーは、図示しないタンクに回収される。このようにして上流側のファーブラシ９０によるクリーニングを受けた中間転写ベルト１０の表面には、未だ多くのトナーが残留している。この残留しているトナーのほとんどは、もともと負極性トナーであったり、ファーブラシ９０に印加される負極性バイアスによる電荷注入や放電により負極性に帯電されて負極性トナーになったものである。よって、これらのトナーは、正極性のバイアスが印加された下流側のファーブラシ９１によりクリーニングされる。そして、ファーブラシ９０に転移したトナーは、さらに電位差によりファーブラシ９０から金属ローラ９２に転移し、ブレード９６により掻き落とされ、タンクに回収される。
【００１２】
次に、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの構成について説明する。以下の説明では、黒色のトナー像を形成する画像形成ユニット１８ＢＫを例に挙げて説明するが、他の画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍも同様の構成を有する。なお、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫは、少なくとも感光体ドラム２０と、画像形成ユニットを構成する構成部品や構成装置の全部又は一部とを備えたプロセスカートリッジとして構成することができる。この場合、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫを複写機本体１００に対して着脱自在に構成できるので、メンテナンス性が向上する。
【００１３】
図４は、隣り合う２つの画像形成ユニット１８Ｍ，１８ＢＫの構成を示す拡大図である。なお、図中の符号では、色の区別を示す「Ｍ」及び「ＢＫ」の記号を省略しており、以下の説明でも記号は適宜省略する。
画像形成ユニット１８には、感光体ドラム２０の周囲に、帯電装置６０、現像装置６１、感光体クリーニング装置６３及び除電装置６４が設けられている。また、感光体ドラム２０に対して中間転写ベルト１０を介して対向する位置には、１次転写装置６２が設けられている。
【００１４】
上記帯電装置６０は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体ドラム２０に接触して電圧を印加することにより感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。この帯電装置６０には、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。
【００１５】
また、上記現像装置６１は、一成分現像剤を使用してもよいが、本実施形態では、磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤を使用している。この現像装置６１は、攪拌部６６と現像部６７に大別できる。攪拌部６６では、二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての現像スリーブ６５上に供給される。この攪拌部６６は、平行な２本のスクリュ６８が設けられており、２本のスクリュ６８の間には、両端部で互いが連通するように仕切るための仕切り板が設けられている。また、現像ケース７０には現像装置内の現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度センサ７１が取り付けられている。一方、現像部６７では、現像スリーブ６５に付着した現像剤のうちのトナーが感光体ドラム２０に転移される。この現像部６７には、現像ケース７０の開口を通して感光体ドラム２０と対向する現像スリーブ６５が設けられており、その現像スリーブ６５内には図示しないマグネットが固定配置されている。また、現像スリーブ６５に先端が接近するようにドクタブレード７３が設けられている。
【００１６】
この現像装置６１では、現像剤を２本のスクリュ６８で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ６５に供給する。現像スリーブ６５に供給された現像剤は、マグネットにより汲み上げて保持される。現像スリーブ６５に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ６５の回転に伴って搬送され、ドクタブレード７３により適正な量に規制される。なお、規制された現像剤は攪拌部６６に戻される。このようにして感光体ドラム２０と対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットにより穂立ち状態となり、磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ６５に印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体ドラム２０上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーは、感光体ドラム２０上の静電潜像部分に転移し、感光体ドラム２０上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ６５から離れ、攪拌部６６に戻される。
このような動作の繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１が検出し、その検出結果に基づいて攪拌部６６にトナーが補給される。
【００１７】
また、上記１次転写装置６２は、１次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト１０を挟んで感光体ドラム２０に押し当てるようにして設置されている。１次転写装置６２は、ローラ形状のものでなくても、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。また、各１次転写装置６２の間には、中間転写ベルト１０の裏面すなわち内周面側に接触する導電性ローラ７４が設けられている。この導電性ローラ７４は、１次転写時に各１次転写装置６２により印加するバイアスが、中間転写ベルト１０の内周面側の層を通じて隣接する画像形成ユニットに流れ込むことを阻止するものである。
【００１８】
また、上記感光体クリーニング装置６３は、先端を感光体ドラム２０に押し当てられるように配置される、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、本実施形態では、クリーニング性能を高めるために感光体ドラム２０に接触する導電性のファーブラシ７６を併用している。このファーブラシ７６には、金属製の電界ローラ７７からバイアスが印加されており、その電界ローラ７７にはスクレーパ７８の先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレード７５やファーブラシ７６により感光体ドラム２０から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置６３の内部に収容される。その後、回収スクリュ７９により感光体クリーニング装置６３の片側に寄せられ、後述するトナーリサイクル装置８０を通じて現像装置６１へと戻され、再利用する。
【００１９】
また、除電装置６４は、除電ランプで構成されており、光を照射して感光体ドラム２０の表面電位を初期化する。
【００２０】
以上の構成をもつ画像形成ユニット１８では、感光体ドラム２０の回転とともに、まず帯電装置６０で感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。次いでスキャナ３００により読み取った画像情報に基づいて露光装置２１からレーザやＬＥＤ等による書込光Ｌを照射し、感光体ドラム２０上に静電潜像を形成する。その後、現像装置６１により静電潜像が可視像化されてトナー像が形成される。このトナー像は、１次転写装置６２により中間転写ベルト１０上に１次転写される。１次転写後に感光体ドラム２０の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置６３により除去され、その後、感光体ドラム２０の表面は、除電装置６４により除電されて、次の画像形成に供される。
【００２１】
次に、本実施形態における複写機の動作について説明する。
上記構成をもつ複写機を用いて原稿のコピーをとる場合、まず、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、ユーザーが図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３２上に搬送される。そして、スキャナ３００が駆動して第１走行体３３および第２走行体３４が走行を開始する。これにより、第１走行体３３からの光がコンタクトガラス３２上の原稿で反射し、その反射光が第２走行体３４のミラーで反射されて、結像レンズ３５を通じて読取センサ３６に案内される。このようにしいて原稿の画像情報を読み取る。
【００２２】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータが駆動し、支持ローラ１４，１５，１６のうちの１つが回転駆動して中間転写ベルト１０が回転駆動する。また、これと同時に、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫも回転駆動する。その後、スキャナ３００の読取センサ３６で読み取った画像情報に基づき、露光装置２１から、各画像形成ユニットの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上に書込光Ｌがそれぞれ照射される。これにより、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫには、それぞれ静電潜像が形成され、現像装置６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１ＢＫにより可視像化される。そして、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ上には、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像が形成される。このようにして形成された各色トナー像は、各１次転写装置６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２ＢＫにより、順次中間転写ベルト１０上に重なり合うようにそれぞれ１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。なお、２次転写後の中間転写ベルト１０上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１７により除去される。
【００２３】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択した転写紙に応じた給紙テーブル２００の給紙ローラ４２が回転し、給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚に分離して給紙路４６に入り込み、搬送ローラ４７により複写機本体１００内の給紙路４８まで搬送される。このようにして搬送された転写紙は、レジストローラ４９に突き当たったところで止められる。なお、給紙カセット４４にセットされていない転写紙を使用する場合、手差しトレイ５１にセットされた転写紙を給紙ローラ５０により送り出し、分離ローラ５２で１枚に分離した後、手差し給紙路５３を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ４９に突き当たったところで止められる。
【００２４】
レジストローラ４９は、上述のようにして中間転写ベルト１０上に形成された合成トナー画像が２次転写装置２２の２次転写ベルト２４に対向する２次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。ここで、レジストローラ４９は、一般的には接地されて使用されることが多いが、転写紙の紙粉除去のためにバイアスを印加するようにしてもよい。その印加バイアスには、ＤＣ電圧が用いられるが、転写紙をより均一に帯電させるためにＤＣオフセット成分をもったＡＣ電圧を用いてもよい。なお、このようにバイアスが印加されたレジストローラ４９を通過した後の転写紙表面は、若干ながら負極性に帯電する。よって、この場合、中間転写ベルト１０から転写紙への２次転写時にはレジストローラ４９にバイアスが印加されなかった転写紙とは転写条件が変わるため、適宜転写条件を変更する必要が生じる。
【００２５】
レジストローラ４９により送り出された転写紙は、中間転写ベルト１０と２次転写ベルト２４との間に送り込まれ、２次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上の合成トナー像が転写紙上に２次転写される。その後、転写紙は、２次転写ベルト２４に吸着した状態で定着装置２５まで搬送され、定着装置２５で熱と圧力が加えられてトナー像の定着処理が行われる。定着装置２５を通過した転写紙は、排出ローラ５６により排紙トレイ５７に排出されスタックされる。なお、トナー像が定着された面の裏面にも画像形成を行う場合には、定着装置２５を通過した転写紙の搬送経路を切換爪５５により切り換える。そして、その転写紙は、２次転写装置２２の下方に位置するシート反転装置２８に送り込まれ、そこで反転し、再び２次転写部に案内される。
【００２６】
次に、本発明の特徴部分である、中間転写ベルト１０の蛇行補正制御について説明する。なお、本実施形態では、中間転写ベルト１０を張架する３つの支持ローラ１４，１５，１６のうちの第１支持ローラ１４が、ステアリングローラとして機能するので、以下、第１支持ローラをステアリングローラと称する。
図５は、ステアリングローラ１４を利用する傾斜修正手段としての蛇行補正機構の概略構成を示す平面図である。このステアリングローラ１４は、図中下側に位置する軸方向端部が固定端となるようにピボット軸受１４ａにより揺動かつ回動自在に軸支されている。一方、その他端となる図中上側に位置する軸方向端部は、可動端となるように揺動アーム５の一端に回動自在に連結されている。また、揺動アーム５の長手方向中央部を支持する支軸５ａを挟んだ揺動アーム５の他端部分には、図中奥側から偏心カム６が圧接している。この偏心カム６は、ステアリングモータ４の駆動軸４ａ上に固定されており、ステアリングモータ４の駆動により回転動作する。この回転動作により、偏心カム６が回転すると、揺動アーム５が支軸５ａを中心に揺動する。この揺動により、ステアリングローラ１４の可動軸がピボット軸受１４ａを中心に図中手前側又は奥側の方向に移動し、これに連動してステアリングローラ１４が傾き動作する。ステアリングローラ１４の傾き角は、偏心カム６の回転角すなわちステアリングモータ４の駆動軸の回転角によって制御される。
なお、以下の説明において、中間転写ベルト１０の幅方向とは、図５に示すように、ステアリングローラの軸に平行な方向をいう。また、中間転写ベルト１０の幅方向位置とは、ステアリングローラ１４の固定端を基準位置とし、固定端から可動端に向かう方向を正方向とする。
【００２７】
図６（ａ）は、ステアリングローラ１４の周辺の斜視図である。また、図６（ｂ）は、ステアリングローラ１４を軸方向から見たときの模式図である。図６（ｂ）において、中間転写ベルト１０の裏面部分がステアリングローラ１４との接触を開始する接触開始位置を符号Ｐ１で示している。また、中間転写ベルト１０の裏面部分がステアリングローラ１４から離間を開始する離間開始位置を符号Ｐ２で示している。また、ステアリングローラ１４の軸中心から接触開始位置Ｐ１までの最短距離を結ぶ直線と、その軸中心から離間開始位置Ｐ２までの最短距離を結ぶ直線とのなす角を巻付き角と称し、符号θで示す。
【００２８】
図７は、中間転写ベルト１０の幅方向位置を検出する傾斜検出手段としての２つの位置検出センサ１，２の概略構成を示す模式図である。本実施形態において、２つの位置検出センサ１，２は、それぞれ、上記接触開始位置Ｐ１及び上記離間開始位置Ｐ２における中間転写ベルト１０の幅方向位置を検出できるように配置されている。この位置検出センサ１，２は、三角測量を応用して位置検出を行う光学式センサである。位置検出センサ１，２は、それぞれ、発光素子１ａ，２ａ、受光素子１ｂ，２ｂ、光を集光するレンズ等から構成されている。発光素子１ａ，２ａから照射された光は、レンズを通過してベルト端面で拡散反射する。その反射光は受光用レンズによって集光され、ＣＣＤからなる受光素子１ｂ，２ｂによって検出される。受光素子１ｂ，２ｂから照射された光の反射位置は、中間転写ベルトの幅方向における位置ズレに応じて変化する。このように反射位置が変化すると、受光素子１ｂ，２ｂ上の反射光検出位置が変化する。よって、位置検出センサ１，２によれば、受光素子１ｂ，２ｂ上の検出位置によって、中間転写ベルトの幅方向における位置ズレを検出することができる。このような位置検出センサ１，２としては、例えば、株式会社キーエンス製のＣＣＤレーザ変位センサ（ＬＫシリーズ）を用いることができる。
【００２９】
なお、本実施形態のように、ステアリングローラ１４に巻き付いたベルト部分又はその近傍の幅方向位置を検出する場合、位置検出センサ１，２による検出位置がステアリングローラ１４の傾き動作に同期する必要がある。このような同期をとる方法としては、例えば、図８に示すように、位置検出センサ１，２をステアリングローラ１４の軸に固定する構成が簡便である。
【００３０】
図９は、蛇行補正制御を行う傾斜修正手段としてのベルト蛇行補正装置の制御ブロック図である。このベルト蛇行補正装置は、上記位置検出センサ１，２からの検出結果に基づいて、上記ステアリングモータ４の回転制御を行う制御部３を備えている。この制御部３は、ＣＰＵ，ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた電気回路で構成されたものである。この制御部３には、位置検出センサ１，２からの検出信号がデジタル信号として入力される。この信号入力間隔は極めて短く、制御部３には位置検出センサ１，２からのデジタル信号が連続的に入力される。これにより、制御部３は、各位置検出センサ１，２による検出結果（検出信号）に基づいて、図６に示した接触開始位置Ｐ１及び離間開始位置Ｐ２における中間転写ベルト１０の幅方向位置を連続的に認識できる。
【００３１】
次に、上記ベルト蛇行補正装置の制御部３における制御動作について説明する。
図１は、制御部３における制御の流れを示すフローチャートである。まず、制御部３は、第１位置検出センサ１からの検出信号に基づいて接触開始位置Ｐ１のベルト幅方向位置Ｌ１をサンプリングする（Ｓ１）。また、第２位置検出センサ２からの検出信号に基づいて離間開始位置Ｐ２のベルト幅方向位置Ｌ２もサンプリングする（Ｓ２）。そして、このようにサンプリングした接触開始位置Ｐ１と離間開始位置Ｐ２のベルト幅方向位置Ｌ１，Ｌ２の差分ΔＬを算出する（Ｓ３）。
【００３２】
ここで、上記差分ΔＬの算出方法について詳述する。
図１０は、ステアリングローラ１４に巻き付いたベルト部分の無端移動方向が正規の無端移動方向Ｘすなわちステアリングローラ１４の表面移動方向に対して傾斜したときの模式図である。なお、図中符号Ｙで示す仮想線は、ベルト幅方向を示すものである。図示のように、差分ΔＬは、接触開始位置Ｐ１において、ステアリングローラ１４の表面移動方向と中間転写ベルト１０の無端移動方向とが一致しない場合すなわち傾斜した場合に生じる。以下、この傾斜を中間転写ベルト１０の傾斜という。ここで、上記差分ΔＬは、リード量と呼ばれ、中間転写ベルト１０とステアリングローラ１４との間に働く摩擦力をパラメータとしてベルトの幅方向への変位量に対して非常に強い相関関係をもつ。
なお、一般に、中間転写ベルト１０は一定の速度で無端移動することが要求されるため、３つの支持ローラ１４，１５，１６と中間転写ベルト１０との間に発生する滑りを極力抑えるように設計される。具体的には、中間転写ベルト１０と支持ローラ１４，１５，１６との間の摩擦係数μを高くしたり、中間転写ベルト１０のテンションを高めたりするような設計がなされている。よって、本実施形態においては、これらの支持ローラ１４，１５，１６の中のステアリングローラ１４と中間転写ベルト１０との間の滑りは極めて少ないものと考えることができる。したがって、ステアリングローラ１４上においては、ベルト幅方向に滑ることなく、中間転写ベルト１０が無端移動方向に無端移動するものとみなすことができる。したがって、接触開始位置Ｐ１に位置するベルト幅方向縁部は、ステアリングローラ１４上での中間転写ベルト１０の傾斜に応じ、その中間転写ベルト１０の無端移動に伴って離間開始位置Ｐ２に至ることになる。すなわち、上記差分ΔＬにより、ステアリングローラ１４上での中間転写ベルト１０の傾斜角を正確に把握することができる。
【００３３】
図１１は、中間転写ベルト１０が一定速度で無端移動しているときの接触開始位置Ｐ１のベルト幅方向位置Ｌ１及び離間開始位置Ｐ２のベルト幅方向位置Ｌ２の経時変化の様子を示すグラフである。なお、図示のグラフでは、横軸を時間軸としているが、中間転写ベルト１０が一定速度で無端移動しているためベルト移動距離と考えてもよい。また、縦軸は、ステアリングローラ１４の軸方向における各ベルト幅方向位置Ｌ１，Ｌ２を示すものである。このベルト幅方向位置Ｌ１，Ｌ２は、図１０に示すように、ステアリングローラ１４の固定端を原点とし、その原点から各点Ｐ１，Ｐ２に位置する中間転写ベルト１０の近い側の縁部までのローラ軸方向（図中Ｙ方向）距離である。また、図１１のグラフ中符号Ｔは、中間転写ベルトの１周期を示すものである。
【００３４】
本実施形態における差分ΔＬは、中間転写ベルト１０上の同一点が接触開始位置Ｐ１及び離間開始位置Ｐ２に位置するときのベルト幅方向位置Ｌ１，Ｌ２の差分を用いている。一方で、これに限らず、同時刻における接触開始位置Ｐ１及び離間開始位置Ｐ２のベルト幅方向位置Ｌ１，Ｌ２の差分を上記差分ΔＬとして用いることもできる。しかし、この場合、次のような理由により正確な上記差分ΔＬを得ることができないことがある。
【００３５】
すなわち、後者の差分を上記差分ΔＬとして利用する場合、正確な中間転写ベルト１０の傾斜角を得るには、正規の無端移動方向へのベルト無端移動時に、ベルト幅方向位置の検出対象がベルト幅方向に位置ズレしないことが前提になる。なお、ここでいう検出対象は、本実施形態における中間転写ベルト１０の幅方向縁部である。しかし、製造コストやベルト生産性を優先した場合、シーム部分を有する無端ベルトを用いることも多い。このような無端ベルトでは、シーム部分の形状がベルト幅方向に膨らんでしまう。そのため、その膨らみ部分が接触開始位置Ｐ１又は離間開始位置Ｐ２に位置したときには、その検出結果が正確なベルト幅方向位置を示すものとはならない。したがって、このときの差分ΔＬは正確な中間転写ベルト１０の傾斜角を示すものとはならない。
また、中間転写ベルトや感光体ベルト等の画像形成装置に用いられる無端ベルトでは、一般にシーム部分を有しないシームレスベルトが使用される。しかし、シームレスベルトであっても、そのベルト幅方向縁部をその全域にわたって真っ直ぐ形成することは困難であり、そのベルト幅方向縁部は緩やかにうねった状態となる。そのため、得られる差分ΔＬは、正確な中間転写ベルト１０の傾斜角を示すものとはならない。
【００３６】
なお、このようにベルト幅方向縁部がシーム部分で膨らんでいたり、緩やかにうねっていたりすることは、従来のステアリング方式においても、ベルト幅方向位置の誤検知となって表われ、正確な制御の妨げになっていた。すなわち、従来のステアリング方式では、所定の箇所におけるベルトの幅方向への位置ズレをベルトの幅方向縁部等を使って検出し、その検出結果に応じてステアリングローラの傾き動作の制御にフィードバックしていた。この方式で、ベルトの幅方向への正確な位置ズレを検出するには、上記と同様に、無端ベルトが蛇行せず真っ直ぐに無端移動するときにセンサ検出対象がベルト幅方向に位置ズレを起こさないことが前提となる。したがって、ベルト幅方向縁部がシーム部分の膨らんでいたり、緩やかにうねっていたりすると、正確な位置ズレを検出することができず、誤検知を招くことになる。
【００３７】
このような従来のステアリング方式において誤検出をなくすには、ベルト上の任意のポイントのベルト幅方向位置を検出した後、ベルトを１周させて、再度そのポイントのベルト幅方向位置を検出すればよい。このようにすれば、ベルト幅方向縁部がシーム部分で膨らんでいたり、緩やかにうねっていたりしても、その影響を受けずに、図１１に示すようなベルト幅方向への正確な位置ズレ量Ｋを検出することができる。しかし、これでは、ベルトを１周させるまでは、ベルト幅方向への正確な位置ズレ量Ｋを把握できないため、これをステアリングローラの傾き動作にフィードバックしても、正確な傾き動作の制御を行うことはできない。すなわち、このような検出方法では、ベルトの蛇行が発生してベルトの幅方向への位置ズレが生じた後、ベルトを１周させなければ、その正確な位置ズレ量Ｋを検出することができない。これでは、ベルトの蛇行が発生してからステアリングローラ１４の傾き動作により蛇行修正されるまでのタイムラグが大きすぎる。しかも、このタイムラグにより、ベルトの幅方向位置が目標値である正規の位置をオーバーシュートすることが多くなり、ベルトの幅方向位置を正規の位置に迅速に収束させることが困難となる。
なお、上述した誤検出を黙認してタイムラグやオーバーシュートを回避しようとしても、従来の方式では、上述したように、蛇行が発生してからステアリングローラの傾き動作による蛇行修正が行われるまでにタイムラグが生じる。そして、このタイムラグに伴い、オーバーシュートも生じる。したがって、従来の方式では、いずれにしても、ベルトの蛇行を十分に抑制することは困難であった。
【００３８】
上記のような理由から、本実施形態では、差分ΔＬとして、中間転写ベルト１０上の同一点が接触開始位置Ｐ１及び離間開始位置Ｐ２に位置するときのベルト幅方向位置Ｌ１，Ｌ２の差分を用いている。なお、図１１中符号Ｐ１及びＰ２は、本実施形態における差分ΔＬの算出に使用されるベルト幅方向位置Ｌ１，Ｌ２の一組の例を示すものである。図１１中点Ｐ１及び点Ｐ２の時間差は、中間転写ベルト１０上の接触開始位置Ｐ１に位置する任意の点が離間開始位置Ｐ２に到達するまでの時間を示すものである。この時間は、ステアリングローラ１４に対して滑らずに中間転写ベルト１０が一定速度で無端移動していることから、図６（ｂ）に示した巻付き角θをステアリングローラ１４の角速度θｒで除算することで求められる。つまり、本実施形態では、上記Ｓ２で得たベルト幅方向位置Ｌ２のデータと、そのデータを得た時刻よりも巻付き角θ／角速度θｒの時間分だけ前に上記Ｓ１で得たベルト幅方向位置Ｌ１のデータとから差分ΔＬを求める。このように、中間転写ベルト１０上の同一点におけるベルト幅方向位置を２箇所の点Ｐ１，Ｐ２で検出することで、ベルト幅方向縁部の形状に関わらず、中間転写ベルト１０の傾斜角を示す正確な差分ΔＬが得られる。
【００３９】
このようにして差分ΔＬを算出したら（Ｓ３）、次に、算出した差分ΔＬが０よりも大きいか否かを判断する（Ｓ４）。差分ΔＬが０よりも大きい場合、中間転写ベルト１０の傾斜の様子は、図１２（ａ）に示すようになる。よって、制御部３は、ステアリングモータ４に駆動命令を出力し、ステアリングローラ１４を図中矢印Ａの方向（正方向）に傾かせるように傾き動作させる（Ｓ５）。一方、上記Ｓ４において差分ΔＬが０よりも大きくないと判断した場合、次に差分ΔＬが０よりも小さいか否かを判断する（Ｓ６）。差分ΔＬが０よりも小さい場合、中間転写ベルト１０の傾斜の様子は、図１２（ｂ）に示すようになる。よって、制御部３は、ステアリングモータ４に駆動命令を出力し、ステアリングローラ１４を図中矢印Ｂの方向（負方向）に傾かせるように傾き動作させる（Ｓ７）。なお、ステアリングローラ１４の傾きは、上記差分ΔＬの絶対値に応じたものとするのが望ましい。また、上記Ｓ６において差分ΔＬが０よりも小さくないと判断した場合、算出した差分ΔＬは０であるので、中間転写ベルト１０は傾斜していない。よって、そのまま終了する。
そして、制御部３は、中間転写ベルト１０が駆動している間、このような制御動作を繰り返し行い、ベルトの蛇行を連続的に補正する。
【００４０】
ここで、上記制御動作では、接触開始位置Ｐ１のベルト幅方向位置Ｌ１と離間開始位置Ｐ２のベルト幅方向位置Ｌ２との差分ΔＬに基づいてステアリング制御を行っている。このため、この制御動作を繰り返し行うと、微小な蛇行の蓄積によって中間転写ベルト１０の全体が幅方向に変位し、中間転写ベルト１０がローラから脱落するおそれがある。そこで、本実施形態では、ベルトの脱落を防止するため、非画像形成動作時に、上記制御動作を応用して、接触開始位置Ｐ１のベルト幅方向位置Ｌ１を正規の位置に戻す制御動作を制御部３が行う。すなわち、第１位置検出センサ１からの検出信号に基づいて得られるベルト幅方向位置Ｌ１と、予め決められた正規の位置Ｌ０との差分を算出し、その差分に基づいてステアリング制御を行う。これにより、次回の画像形成動作時には、中間転写ベルト１０は、その全体の幅方向位置が正規の位置に戻り、微小な蛇行の蓄積がリセットされる。よって、微小な蛇行の蓄積によるベルトの脱落を防止することができる。
【００４１】
本実施形態では、このように、ステアリングローラ１４上の中間転写ベルト１０が傾斜するとすぐに、その傾斜を示す差分ΔＬに基づいてステアリングローラ１４の傾き動作を制御する。すなわち、本実施形態では、ベルト蛇行の発生原因である中間転写ベルト１０の傾斜を直接的に検出し、その検出結果を制御にフィードバックする。よって、ローラ上のベルト部分で傾斜が発生することで初めて生じるベルト幅方向の位置ズレを検出して制御する従来のステアリング方式よりも、迅速にベルトの蛇行を補正することができる。しかも、本実施形態では、ベルト蛇行の発生原因を制御にフィードバックするので、従来のステアリング方式で生じるようなタイムラグはほとんど生じず、これによってオーバーシュートも抑制できる。
また、このようにベルト蛇行の発生原因を制御にフィードバックするので、ステアリングローラ１４の傾き動作時におけるベルトの幅方向への位置ズレ量は、従来のステアリング方式よりも小さいものとなる。よって、本実施形態では、ベルト蛇行の修正に必要なステアリングローラ１４の傾き角を従来のステアリング方式よりも小さくすることができる。これにより、従来のステアリング方式に比べてオーバーシュートが発生しにくくなる。
また、ステアリングローラ１４に巻き付けられたベルト部分における差分ΔＬに基づいて、中間転写ベルト１０の傾斜を得るので、ステアリングローラ１４の傾き動作によるベルトの幅方向位置への変位をすぐに検出できる。これにより、オーバーシュートの発生を効果的に抑制できる。
【００４２】
〔変形例１〕
次に、上記実施形態における位置検出センサの変形例（以下、本変形例を「変形例１」という。）について説明する。本変形例にでは、上記接触開始位置Ｐ１と上記離間開始位置Ｐ２における中間転写ベルト１０の縁部の幅方向位置をそれぞれ検出する２つの位置検出センサが設けられている。
【００４３】
図１３は、変形例１に係る位置検出センサの概略構成を示す説明図である。この位置検出センサ１０１は、接触開始位置Ｐ１又は離間開始位置Ｐ２における中間転写ベルト１０の幅方向縁部に接触する接触子１０２を備えている。この接触子１０２は、Ｌ字状部材であって、図示のように、そのＬ字が交差部分付近で支軸１０３に回動自在に取付けられている。そして、この接触子１０２は、付勢部材としてのスプリング１０４により、中間転写ベルト１０の幅方向縁部に接触する方向に付勢され、その縁部に当接した状態で保持される。このときの当接圧は、そのベルト縁部が変形しない程度の適度な大きさに設定されている。また、位置検出センサ１０１には、エリアレーザセンサ１０５が設けられている。このエリアレーザセンサ１０５は、１対の発光素子と受光素子とから構成され、発光素子から照射されるレーザ光の受光量の変化を受光素子で検出する。この発光素子と受光素子の間には、発光素子からのレーザ光を一部遮るように、接触子１０２の中間転写ベルト１０に当接する端部とは逆の端部が位置決めされている。これにより、接触子１０２が回動すると、その回転角度に応じて接触子１０２の端部によって遮られる光量が変化し、受光素子での受光量が変化する。
【００４４】
ベルトの蛇行が発生すると、接触開始位置Ｐ１又は離間開始位置Ｐ２における中間転写ベルト１０の幅方向縁部がベルト幅方向に変位する。そして、この幅方向縁部の動きは、これに当接する接触子１０２の回動動作に変換される。この回動動作によって、エリアレーザセンサ１０５における受光素子の受光量が変化し、その受光量の変化に応じた検出信号がエリアレーザセンサ１０５から出力される。よって、そのセンサ出力によって、接触開始位置Ｐ１又は離間開始位置Ｐ２における中間転写ベルト１０の幅方向位置を連続的に検出することができる。なお、このようなエリアレーザセンサ１０５の代わりに、例えば、中間転写ベルト１０の幅方向への変位に応じて変位する接触子１０２の変位を検出するような変位センサを用いることもできる。
【００４５】
上記実施形態の位置検出センサ１，２は、光学センサで中間転写ベルト縁部の幅方向位置を直接的に検出するものであった。この場合、複写機の機内に浮遊するトナーなどの粉塵がセンサ表面に付着するなどにして、検出誤差が生じやすい。これに対し、本変形例は、接触子１０２を利用して接触開始位置Ｐ１及び離間開始位置Ｐ２における中間転写ベルト縁部の幅方向位置を間接的に検出するものである。よって、位置検出センサのセンサ表面をセンサケーシング内にパッケージングすることが可能となる。よって、検出誤差の抑制のために、トナーなどの粉塵がセンサ表面に付着するのを防止する構成を容易に得ることができる。
【００４６】
〔変形例２〕
次に、上記実施形態における位置検出センサの他の変形例（以下、本変形例を「変形例２」という。）について説明する。本変形例では、接触開始位置Ｐ１より無端移動方向上流側にズレた位置と、離間開始位置Ｐ２より無端移動方向下流側にズレた位置における中間転写ベルト縁部の幅方向位置をそれぞれ検出する２つの位置検出センサが設けられている。
【００４７】
図１４は、変形例２に係る位置検出センサの概略構成を示す説明図である。なお、説明のため、上記接触開始位置Ｐ１よりもベルト無端移動方向上流側にズレた位置における中間転写ベルト１０の縁部の幅方向位置を検出する位置検出センサのみを図示している。本変形例に係る位置検出センサ２０１の構成は、上記変形例１における位置検出センサ１０１に設けられたエリアレーザセンサ１０５と同じである。そして、位置検出センサ２０１の発光素子２０２と受光素子２０３との間には、発光素子からのレーザ光を一部遮るように、中間転写ベルト１０の幅方向縁部が位置決めされている。これにより、ベルトの蛇行が発生して中間転写ベルト１０の幅方向縁部の幅方向位置が変位すると、その変位量に応じて遮られる光量が変化し、受光素子２０３での受光量が変化する。そして、この受光量の変化に応じた検出信号は位置検出センサ２０１から出力される。よって、２つの位置検出センサ２０１によって、接触開始位置Ｐ１より無端移動方向上流側にズレた位置のベルト幅方向位置と、離間開始位置Ｐ２より無端移動方向下流側にズレた位置のベルト幅方向位置を連続的に検出することができる。このようにして検出された結果からも、上記実施形態と同様の差分ΔＬを算出することができる。
【００４８】
上記実施形態及び変形例１の位置検出センサ１，２は、ステアリングローラ１４に巻き付けられたベルト部分のベルト幅方向位置を検出するものであった。そのため、中間転写ベルト１０の振動やうねりの影響をほとんど受けず、中間転写ベルト１０の正確な傾斜角を得ることができる。これに対し、本変形例においては、ステアリングローラ１４に巻き付いていないベルト部分のベルト幅方向位置を検出するため、中間転写ベルト１０の振動やうねりの影響を多少受けることになる。しかし、本変形例のようにステアリングローラ１４に巻き付いていないベルト部分の幅方向位置を検出する構成によれば、上記実施形態の構成に比べて位置検出センサの自由度を高めることができる。これにより、採用できる位置検出センサの選択肢が増えるので、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００４９】
〔変形例３〕
次に、上記実施形態における位置検出センサの更に他の変形例（以下、本変形例を「変形例３」という。）について説明する。本変形例では、上記変形例２の場合と同様の検出位置における中間転写ベルト１０の縁部の幅方向位置をそれぞれ検出する２つの位置検出センサが設けられている。
【００５０】
図１５は、変形例３に係る位置検出センサの概略構成を示す、中間転写ベルト１０の裏面（内周面）側から見た説明図である。なお、説明のため、上記接触開始位置Ｐ１よりもベルト無端移動方向上流側にズレた位置における中間転写ベルト１０の縁部の幅方向位置を検出する位置検出センサのみを図示している。本変形例においては、中間転写ベルト１０の裏面における幅方向中央部分に、ベルト無端移動方向に平行に延びる反射テープ３０２が設けられている。なお、この反射テープ３０２は、ベルト無端移動方向に平行に延びるものであれば、幅方向中央部分でなくてもよい。本変形例に係る位置検出センサ３０１は、いわゆる光学式の反射型センサであり、反射テープ３０２のエッジ位置を検出するものである。よって、ベルトの蛇行が発生して反射テープ３０２のエッジ位置の幅方向位置が変位すると、その変位量が検出される。よって、２つの位置検出センサ３０１によって、接触開始位置Ｐ１よりも無端移動方向上流側にズレた位置のベルト幅方向位置と、離間開始位置Ｐ２よりも無端移動方向下流側にズレた位置のベルト幅方向位置を連続的に検出できる。このようにして検出された結果からも、上記実施形態と同様の差分ΔＬを算出することができる。
【００５１】
上記実施形態並びに変形例１及び変形例２においては、位置検出センサを中間転写ベルト１０により囲まれた領域の外部に配置する必要があった。これに対し、本変形例においては、位置検出センサ３０１を中間転写ベルト１０により囲まれた領域内に設置することができる。一般に、この領域内には比較的スペースの余裕があるため、装置の小型化を図ることができる。
【００５２】
以上、本実施形態におけるベルト蛇行補正装置は、無端ベルトである中間転写ベルト１０が複数の支持部材であるローラ１４，１５，１６に張架されている。そして、これらのローラの中のステアリングローラ１４に巻き付いたベルト部分の無端移動方向と、そのベルト部分の正規の無端移動方向Ｘとの傾斜を示す差分ΔＬを検出するための傾斜検出手段としての位置検出センサ１，２，１０１，２０１，３０１を備えている。また、この装置は、その位置検出センサ１，２，１０１，２０１，３０１による検出結果に基づいて、上記ベルト部分の無端移動方向を正規の無端移動方向Ｘに修正する傾斜修正手段としての蛇行補正機構を備えている。このような構成により、従来のステアリング方式で生じていたタイムラグやオーバーシュートがほとんどなく、しかも中間転写ベルト１０が大きく蛇行することなく安定したベルト駆動を実現することができる。
また、本実施形態では、中間転写ベルト１０の無端移動方向における互いに異なる２つの箇所で、ステアリングローラ１４に巻き付いたベルト部分又はその近傍のベルト幅方向位置Ｌ１，Ｌ２をそれぞれ検出する。そして、各検出結果の差分ΔＬに基づいて上記傾斜を得る。よって、ベルトの蛇行の発生原因である中間転写ベルトの傾斜を高い精度で得ることができる。これにより、蛇行補正制御の精度を向上させることができる。
特に、上記実施形態の構成及び変形例１の構成では、２つの位置検出センサが検出する各ベルト幅方向位置が、接触開始位置Ｐ１と離間開始位置Ｐ２となっている。よって、ベルトの蛇行の発生原因である中間転写ベルトの傾斜をより高い精度で得ることができる。これにより、蛇行補正制御の精度を更に向上させることができる。
また、本実施形態では、複数のローラ１４，１５，１６の中で、中間転写ベルト１０との間の摩擦係数μと、その中間転写ベルト１０の巻付き角θとの積が最も大きいステアリングローラ１４に巻き付いたベルト部分についてベルト幅方向位置Ｌ１，Ｌ２を検出している。このようなローラ１４は、中間転写ベルト１０の幅方向位置をベルト幅方向に変位させる力を最も強く生じさせるものであり、このローラ１４の箇所で最もベルトの蛇行が発生しやすい。したがって、このようなローラ１４上のベルト幅方向位置Ｌ１，Ｌ２を検出することで、最も効率よくかつ迅速にベルトの蛇行の発生を把握することができる。よって、より適切な蛇行補正制御を実現することができる。ここで、補足すると、オイラーの摩擦伝導理論によれば、図１６に示すベルトモデルにおいて、弾性体であるベルトは、張力を与えなくては動力が伝達されないとがいわれており、下記の数１に示す関係式が成り立つ。この関係式において、Ｔｔはベルト張り側の張力、Ｔｓは緩み側の張力、θはベルトの巻付き角、μはベルトとローラとの間の摩擦係数である。この関係式からすると、上述した摩擦係数μと巻付き角θとの積が最も大きいローラは、張り側張力Ｔｔから緩み側張力Ｔｓを減じた値である有効張力が最も大きいローラと言い換えることもできる。
【数１】
Ｔｔ／Ｔｓ ＝ ｅμ ・ θ
また、本実施形態の画像形成装置は、中間転写ベルト１０の蛇行を補正するベルト蛇行補正装置として上述したベルト蛇行補正装置を用いているので、中間転写ベルト１０の蛇行によって生じる画像の色ズレを安定して防止できる。
特に、本実施形態の複写機は、非画像形成動作時に、中間転写ベルト１０のベルト幅方向位置を正規の位置に修正する位置修正手段としての制御部３及び蛇行補正機構を備えている。これにより、微小な蛇行の蓄積によりベルト全体の幅方向位置のズレ量が増大していったとしても、非画像形成動作中に、ベルト全体の幅方向位置を正規の位置に戻すことができ、微小な蛇行の蓄積をリセットできる。よって、微小な蛇行の蓄積による中間転写ベルト１０の脱落を防止することができる。
【００５３】
なお、本実施形態及び変形例１乃至３では、ステアリングローラ１４に巻き付けられたベルト部分における差分ΔＬに基づいて、その差分ΔＬが最小となるようにステアリングローラ１４の傾き動作を制御するものであった。しかし、ベルトの蛇行の発生原因となる中間転写ベルト１０の傾斜すなわち差分ΔＬは、ステアリングローラ１４上だけでなく、他の支持ローラ１５，１６でも生じ得る。この場合、他の支持ローラ１５，１６上における中間転写ベルト１０の傾斜がステアリングローラ１４上に移動したときに初めて、ステアリングローラ１４の傾き動作の制御がなされる。よって、ベルトの蛇行が発生してからステアリングローラ１４の傾き動作の制御がなされるまでの多少のタイムラグが生じることがある。このようなタイムラグをも抑制して更に高精度な蛇行補正制御を必要とする場合には、ステアリングローラ１４だけでなく、他の支持ローラ１５，１６においてもベルト幅方向位置の検出を行うようにしてもよい。このときには、それらの検出結果も、ステアリングローラ１４の傾き動作の制御にフィードバックする。この場合、他の支持ローラ１５，１６もステアリングローラとして構成し、各ローラ１４，１５，１６についての差分ΔＬに基づき、個々にステアリング制御を行えば、より高い精度の蛇行補正制御を実現できる。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１乃至４の発明によれば、蛇行によるベルト幅方向位置のズレ量が小さいうちにその蛇行を補正できるので、従来よりも効果的にベルトの蛇行を抑制できるという優れた効果がある。この効果により、ベルト幅方向の位置ズレが少ない状態で無端ベルトを安定して無端移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る複写機におけるベルト蛇行補正装置の制御部で行われる制御の流れを示すフローチャート。
【図２】同複写機全体の概略構成図。
【図３】同複写機の本体部分の構成を示す拡大図。
【図４】同複写機における隣り合う２つの画像形成ユニットの構成を示す拡大図。
【図５】同ベルト蛇行補正装置を構成する蛇行補正機構の概略構成を示す平面図。
【図６】（ａ）は、蛇行補正機構により傾き動作されるステアリングローラの周辺の斜視図。（ｂ）は、同ステアリングローラを軸方向から見たときの模式図。
【図７】同複写機における中間転写ベルトの幅方向位置を検出する２つの位置検出センサの概略構成を示す模式図。
【図８】同位置検出センサがステアリングローラの軸に固定された構成を示す説明図。
【図９】同ベルト蛇行補正装置の制御ブロック図。
【図１０】同ステアリングローラに巻き付いたベルト部分の無端移動方向が正規の無端移動方向に対して傾斜したときの模式図。
【図１１】同中間転写ベルトが一定速度で無端移動しているときの接触開始位置及び離間開始位置のベルト幅方向位置の経時変化の様子をそれぞれ示すグラフ。
【図１２】（ａ）は、差分ΔＬが０よりも大きいときの中間転写ベルトの傾斜の様子を示す説明図。（ｂ）は、差分ΔＬが０よりも小さいときの中間転写ベルトの傾斜の様子を示す説明図。
【図１３】変形例１に係る位置検出センサの概略構成を示す説明図。
【図１４】変形例２に係る位置検出センサの概略構成を示す説明図。
【図１５】変形例３に係る位置検出センサの概略構成を示す、中間転写ベルト１０の裏面側から見た説明図。
【図１６】ベルト張力と摩擦係数との関係を説明するためのモデル図。
【符号の説明】
１，２，１０１，２０１，３０１ 位置検出センサ
３ 制御部
４ ステアリングモータ
５ 揺動アーム
６ 偏心カム
１０ 中間転写ベルト
１４ ステアリングローラ
１４ａ ピボット軸受
１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫ 画像形成ユニット
２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０ＢＫ 感光体ドラム
１０２ 接触子
１０４ スプリング
１０５ エリアレーザセンサ
３０２ 反射テープ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a belt meandering correction device that corrects meandering of an endless belt stretched around a plurality of support members, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine.
[0002]
[Prior art]
Among the image forming apparatuses of this type, there is a color image forming apparatus that forms a color image using an intermediate transfer belt that is an endless belt stretched around a roller that is a plurality of support members. In this color image forming apparatus, each color toner image formed on a photoreceptor or the like is superposed on an intermediate transfer belt, and the superposed synthetic toner image is transferred onto transfer paper to form a color image. In general, when an endless belt such as an intermediate transfer belt (hereinafter simply referred to as “belt”) is driven, an arbitrary point on the intermediate transfer belt is a belt width direction (a direction perpendicular to the endless movement direction on the belt surface). ), The belt meanders. When such meandering occurs, there arises a problem that the belt falls off from the roller that stretches the belt.
Further, when the intermediate transfer belt meanders in the color image forming apparatus, the color toner images cannot be exactly superimposed on the intermediate transfer belt, and problems such as image color misregistration occur. Further, when the photoreceptor belt or the like meanders in an image forming apparatus using a photoreceptor belt or the like as an endless belt as a latent image carrier that carries a latent image according to image information, a problem of image quality degradation occurs.
[0003]
In order to suppress such a problem, various methods have been proposed for correcting the position in the width direction when the position in the width direction of the belt is shifted during endless movement of the belt. As one of the methods, there is known a method of correcting the position in the width direction of the belt by controlling the tilting operation of the steering roller for stretching the belt in the belt width direction. Hereinafter, this method is referred to as a steering method. For example, a belt driving device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-288167 is known as one that employs this steering system. The belt driving device reads a mark provided on the belt with a CCD sensor, detects a positional deviation in the belt width direction, and controls the tilting operation of the steering roller based on the result read by the CCD sensor. However, in this belt driving device, only one mark provided on the belt is read for each round of the belt by a CCD sensor arranged at a predetermined location. Therefore, the positional deviation in the belt width direction that occurs between the time when the CCD sensor reads the mark on the belt and the time when the belt makes one revolution and reads the mark again is not fed back to the control of the tilting operation of the steering roller. If the positional deviation in the belt width direction is detected in such a relatively long cycle, the positional deviation in the belt width direction cannot be corrected with high accuracy.
[0004]
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-34031 discloses a belt in which an edge sensor for detecting the position of the edge in the width direction of the belt is arranged on the fixed end side opposite to the movable end portion that performs the tilting operation of the steering roller. A drive device is disclosed. In this belt drive device, the position of the edge in the width direction of the belt extending along the endless movement direction of the belt is detected by the edge sensor, so that the positional deviation in the belt width direction can be detected continuously or at a relatively short cycle. Is possible. Therefore, the positional deviation in the belt width direction can be fed back to the control of the steering roller tilting operation continuously or at fine intervals. Therefore, according to this belt drive device, it is possible to correct the deviation of the position in the width direction of the belt with high accuracy.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Here, it is considered that the meandering of the belt that causes the above-described various problems is caused by the following mechanism.
The meandering of the belt means that an arbitrary point on the belt moves while being displaced in the belt width direction. Thus, the force that displaces an arbitrary point on the belt in the belt width direction is mainly generated by a frictional force acting between the belt and a roller around which the belt is wound. Then, when the endless moving direction of the belt portion wound around the roller starts to be inclined with respect to the normal endless moving direction, an arbitrary point on the belt starts to be displaced in the belt width direction. When the normal endless movement direction of the belt coincides with the surface movement direction of the roller, an arbitrary point on the belt is detected when the endless movement direction in the belt portion starts to be inclined with respect to the surface movement direction of the roller. It starts to move in the belt width direction. When an arbitrary point on the belt displaced in the belt width direction is transmitted downstream in the endless movement direction along with the endless movement of the belt, the belt meanders.
[0006]
However, the conventional belt driving device including the belt driving device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-34031 feeds back the positional deviation in the width direction of the belt at a predetermined position to the control of the tilting operation of the steering roller. is there. That is, based on the above-described meandering mechanism, the control by the conventional belt driving device feeds back the positional deviation in the width direction of the belt caused as a result of the meandering of the belt. Therefore, it can be said that the conventional belt driving device corrects the meandering after the meandering occurs. Therefore, the conventional belt drive device has a problem that a time lag occurs between the occurrence of meandering and the meandering correction by the tilting operation of the steering roller, and a certain amount of time is required until the meandering is corrected.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to shorten the time from the start of occurrence of belt meandering to the correction of the meandering, and more effectively than the prior art. It is an object to provide a belt driving device and an image forming apparatus that can suppress meandering.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a belt driving device for driving the endless belt by transmitting a driving force to the endless belt stretched by a plurality of support members, and the endless movement of the endless belt. A belt meandering correction device for correcting meandering of the endless belt that occurs when the direction deviates from a normal endless moving direction, wherein the endless moving direction of the endless belt portion wound around at least one of the plurality of supporting members And an inclination detecting means for detecting the inclination of the endless belt part with the normal endless moving direction, and based on the detection result by the inclination detecting means, the endless moving direction of the endless belt part is determined as the normal endless moving direction. Inclination correcting means for correctingThe inclination detecting means detects two positions of the endless belt portion wound around the at least one support member or a position in the vicinity of the belt width direction at two different positions in the endless movement direction of the endless belt. Means for obtaining the inclination based on the difference between the detection results of the two position detection means, and the position in the belt width direction detected by the two position detection means A contact start position for starting contact with one support member, and a separation start position for starting separation from the support member.It is characterized by.
  MaClaim2The invention of claim1'sIn the belt meandering correction device, the at least one support member has a largest product of a coefficient of friction with the endless belt and a winding angle of the endless belt among the plurality of support members. It is characterized by this.
  Claims3The invention includes a belt driving device that transmits driving force to an endless belt stretched by a plurality of support members to drive the endless belt, and the endless movement direction of the endless belt deviates from the normal endless movement direction. An image forming apparatus comprising a belt meandering correction device that corrects the meandering of the endless belt occurring in the belt as the belt meandering correction device.One or twoIs2The belt meandering correction device is used.
  Claims4The invention of claim3In the image forming apparatus, position correction means for correcting the position in the belt width direction of the endless belt to a normal position during non-image forming operation is provided.
  In the belt meandering correction apparatus according to claim 1, the inclination of the endless belt portion wound around at least one support member that stretches the endless belt and the normal endless movement direction of the endless belt portion are inclined. Detect by detection means. And based on the detection result by the inclination detecting means, the endless moving direction of the endless belt portion is corrected to the normal endless moving direction by the inclination correcting means. That is, this belt meandering correction device detects the above-mentioned inclination that is the cause of the belt meandering, and corrects the meandering based on the detection result. Therefore, the time lag from when the meandering of the belt begins to occur until the meandering is corrected is smaller than that of the conventional device that corrects the meandering after the meandering of the belt. Thus, the meandering can be corrected while the amount of deviation in the belt width direction position caused by the meandering of the belt is small.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic color copier (hereinafter simply referred to as “copier”) as an image forming apparatus will be described below. Note that the copying machine of this embodiment is a so-called tandem type color image forming apparatus including an intermediate transfer belt which is an endless belt.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the entire copying machine according to the present embodiment. The copying machine includes a copying machine main body 100, a paper feed table 200 on which the copying machine main body is placed, a scanner 300 mounted on the copying machine main body, and an automatic document feeder (ADF) mounted on the scanner. 400.
[0010]
FIG. 3 is an enlarged view showing the configuration of the copying machine main body 100 portion. The copying machine main body 100 is provided with an intermediate transfer belt 10. The intermediate transfer belt 10 is rotationally driven in the clockwise direction in FIG. 3 while being stretched around the support rollers 14, 15, and 16 that are three support members. Of the support rollers, four image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18BK of yellow, cyan, magenta, and black are arranged in a belt stretch portion between the first support roller 14 and the second support roller 15. Has been placed. Above these image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18BK, an exposure device 21 is provided as shown in FIG. The exposure device 21 forms an electrostatic latent image on the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20BK as latent image carriers provided in each image forming unit based on the image information of the original read by the scanner 300. Is to do. A secondary transfer device 22 is provided at a position facing the third support roller 16 among the support rollers. This secondary transfer device 22 has a configuration in which an endless belt-like secondary transfer belt 24 is stretched between two rollers 23a and 23b. When the toner image on the intermediate transfer belt 10 is secondarily transferred onto the transfer paper, the secondary transfer belt 24 is pressed against the portion of the intermediate transfer belt 10 wound around the third support roller 16 to perform the secondary transfer. . The secondary transfer device 22 may not be configured using the secondary transfer belt 24 but may be configured using, for example, a transfer roller or a non-contact transfer charger.
A fixing device 25 as a heat fixing unit for fixing the toner image transferred onto the transfer paper is provided on the downstream side of the secondary transfer device 22 in the conveyance direction of the transfer paper by the secondary transfer belt 24. The fixing device 25 has a configuration in which a pressure roller 27 is pressed against a heating roller 26.
[0011]
Further, a belt cleaning device 17 is provided at a position facing the second support roller 15 among the support rollers of the intermediate transfer belt 10. The belt cleaning device 17 is for removing residual toner remaining on the intermediate transfer belt 10 after the toner image on the intermediate transfer belt 10 is transferred to transfer paper as a recording material. The belt cleaning device 17 includes two fur brushes 90 and 91. These fur brushes 90 and 91 are provided so as to rotate in contact with the metal rollers 92 and 93, respectively. In the present embodiment, a negative voltage is applied from the power supply 94 to the upstream metal roller 92 in the endless movement direction of the intermediate transfer belt 10, and a positive voltage is applied from the power supply 95 to the downstream metal roller 93. . Accordingly, biases having different polarities are applied to the fur brushes 90 and 91, respectively. Blades 96 and 97 are in contact with the metal rollers 92 and 93, respectively. The belt cleaning device 17 first cleans the surface of the intermediate transfer belt 10 by applying a negative bias with the upstream fur brush 90. The toner transferred to the fur brush 90 is further transferred from the fur brush 90 to the metal roller 92 due to a potential difference and scraped off by the blade 96. Thus, the toner scraped off by the blades 96 and 97 is collected in a tank (not shown). In this way, a large amount of toner still remains on the surface of the intermediate transfer belt 10 that has been cleaned by the upstream fur brush 90. Most of the remaining toner is originally negative polarity toner, or is negatively charged by charge injection or discharge due to negative polarity bias applied to the fur brush 90 to become negative polarity toner. Therefore, these toners are cleaned by the fur brush 91 on the downstream side to which a positive polarity bias is applied. The toner transferred to the fur brush 90 is further transferred from the fur brush 90 to the metal roller 92 due to the potential difference, scraped off by the blade 96, and collected in the tank.
[0012]
Next, the configuration of the image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18BK will be described. In the following description, the image forming unit 18BK that forms a black toner image will be described as an example, but the other image forming units 18Y, 18C, and 18M have the same configuration. Note that the image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18BK can be configured as a process cartridge including at least the photosensitive drum 20 and all or a part of the components and components that constitute the image forming unit. In this case, the image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18BK can be configured to be detachable from the copying machine main body 100, so that maintainability is improved.
[0013]
FIG. 4 is an enlarged view showing the configuration of two adjacent image forming units 18M and 18BK. In addition, in the code | symbol in a figure, the symbol of "M" and "BK" which shows distinction of a color is abbreviate | omitted, and a symbol is abbreviate | omitted suitably also in the following description.
In the image forming unit 18, a charging device 60, a developing device 61, a photoconductor cleaning device 63, and a charge removal device 64 are provided around the photoconductor drum 20. Further, a primary transfer device 62 is provided at a position facing the photosensitive drum 20 via the intermediate transfer belt 10.
[0014]
The charging device 60 is of a contact charging type employing a charging roller, and uniformly charges the surface of the photosensitive drum 20 by applying a voltage while contacting the photosensitive drum 20. As the charging device 60, a non-contact charging type using a non-contact scorotron charger or the like can be used.
[0015]
The developing device 61 may use a one-component developer, but in the present embodiment, a two-component developer composed of a magnetic carrier and a nonmagnetic toner is used. The developing device 61 can be roughly divided into a stirring unit 66 and a developing unit 67. In the agitating unit 66, a two-component developer (hereinafter simply referred to as “developer”) is conveyed while being agitated and supplied onto a developing sleeve 65 as a developer carrying member. The stirring unit 66 is provided with two parallel screws 68, and a partition plate is provided between the two screws 68 for partitioning so as to communicate with each other at both ends. Further, a toner density sensor 71 for detecting the toner density of the developer in the developing device is attached to the developing case 70. On the other hand, in the developing unit 67, the toner of the developer attached to the developing sleeve 65 is transferred to the photosensitive drum 20. The developing portion 67 is provided with a developing sleeve 65 that faces the photosensitive drum 20 through the opening of the developing case 70, and a magnet (not shown) is fixedly disposed in the developing sleeve 65. Further, a doctor blade 73 is provided so that the tip approaches the developing sleeve 65.
[0016]
In the developing device 61, the developer is conveyed and circulated while being stirred by the two screws 68 and supplied to the developing sleeve 65. The developer supplied to the developing sleeve 65 is pumped and held by a magnet. The developer pumped up by the developing sleeve 65 is conveyed along with the rotation of the developing sleeve 65 and is regulated to an appropriate amount by the doctor blade 73. The regulated developer is returned to the stirring unit 66. Thus, the developer transported to the developing area facing the photosensitive drum 20 is brought into a spiked state by the magnet and forms a magnetic brush. In the developing region, a developing electric field for moving the toner in the developer to the electrostatic latent image portion on the photosensitive drum 20 is formed by the developing bias applied to the developing sleeve 65. As a result, the toner in the developer is transferred to the electrostatic latent image portion on the photosensitive drum 20, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 20 is visualized to form a toner image. The developer that has passed through the developing region is transported to a portion where the magnetic force of the magnet is weak, and thus is separated from the developing sleeve 65 and returned to the stirring unit 66.
When the toner concentration in the stirring unit 66 becomes light by repeating such an operation, the toner concentration sensor 71 detects this, and the toner is supplied to the stirring unit 66 based on the detection result.
[0017]
The primary transfer device 62 employs a primary transfer roller, and is installed so as to be pressed against the photosensitive drum 20 with the intermediate transfer belt 10 interposed therebetween. The primary transfer device 62 may not be a roller shape, but may be a conductive brush shape, a non-contact corona charger, or the like. In addition, between each primary transfer device 62, a conductive roller 74 that contacts the back surface, that is, the inner peripheral surface side of the intermediate transfer belt 10 is provided. The conductive roller 74 prevents a bias applied by each primary transfer device 62 during primary transfer from flowing into an adjacent image forming unit through a layer on the inner peripheral surface side of the intermediate transfer belt 10.
[0018]
The photoconductor cleaning device 63 includes a cleaning blade 75 made of, for example, polyurethane rubber, which is disposed so that the front end is pressed against the photoconductor drum 20. In this embodiment, in order to improve the cleaning performance, a conductive fur brush 76 that contacts the photosensitive drum 20 is also used. A bias is applied to the fur brush 76 from a metal electric field roller 77, and the tip of a scraper 78 is pressed against the electric field roller 77. The toner removed from the photoconductor drum 20 by the cleaning blade 75 and the fur brush 76 is accommodated in the photoconductor cleaning device 63. Thereafter, the toner is brought to one side of the photoconductor cleaning device 63 by the recovery screw 79, returned to the developing device 61 through a toner recycling device 80 described later, and reused.
[0019]
Further, the static elimination device 64 is constituted by a static elimination lamp, and irradiates light to initialize the surface potential of the photosensitive drum 20.
[0020]
In the image forming unit 18 having the above configuration, first, the surface of the photosensitive drum 20 is uniformly charged by the charging device 60 as the photosensitive drum 20 rotates. Next, based on the image information read by the scanner 300, the exposure device 21 irradiates writing light L such as a laser or LED to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 20. Thereafter, the electrostatic latent image is visualized by the developing device 61 to form a toner image. This toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 10 by the primary transfer device 62. The transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 20 after the primary transfer is removed by the photosensitive member cleaning device 63, and thereafter, the surface of the photosensitive drum 20 is discharged by the static eliminating device 64, and the next image formation is performed. Provided.
[0021]
Next, the operation of the copying machine in this embodiment will be described.
When copying a document using the copying machine having the above configuration, first, the document is set on the document table 30 of the automatic document feeder 400. Alternatively, the automatic document feeder 400 is opened, a document is set on the contact glass 32 of the scanner 300, and the automatic document feeder 400 is closed and pressed by it. Thereafter, when the user presses a start switch (not shown), when the document is set on the automatic document feeder 400, the document is conveyed onto the contact glass 32. Then, the scanner 300 is driven and the first traveling body 33 and the second traveling body 34 start traveling. Thereby, the light from the first traveling body 33 is reflected by the document on the contact glass 32, and the reflected light is reflected by the mirror of the second traveling body 34 and guided to the reading sensor 36 through the imaging lens 35. . In this way, the image information of the original is read.
[0022]
When the start switch is pressed by the user, a drive motor (not shown) is driven, and one of the support rollers 14, 15, 16 is rotationally driven, and the intermediate transfer belt 10 is rotationally driven. At the same time, the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20BK of the image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18BK are also rotationally driven. Thereafter, based on the image information read by the reading sensor 36 of the scanner 300, the exposure device 21 irradiates the writing light L onto the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20BK of the respective image forming units. As a result, electrostatic latent images are formed on the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20BK, and are visualized by the developing devices 61Y, 61C, 61M, and 61BK. Then, yellow, cyan, magenta, and black toner images are formed on the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20BK, respectively. Each color toner image formed in this way is primarily transferred by the primary transfer devices 62Y, 62C, 62M, and 62BK so as to sequentially overlap each other on the intermediate transfer belt 10. As a result, a composite toner image in which the toner images of the respective colors overlap is formed on the intermediate transfer belt 10. The transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 10 after the secondary transfer is removed by the belt cleaning device 17.
[0023]
When the user presses the start switch, the paper feed roller 42 of the paper feed table 200 according to the transfer paper selected by the user rotates, and the transfer paper is sent out from one of the paper feed cassettes 44. The transferred transfer paper is separated into one sheet by the separation roller 45 and enters the paper feed path 46, and is transported by the transport roller 47 to the paper feed path 48 in the copying machine main body 100. The transfer paper conveyed in this way is stopped when it hits the registration roller 49. When using transfer paper that is not set in the paper feed cassette 44, the transfer paper set in the manual feed tray 51 is sent out by the paper feed roller 50 and separated into one sheet by the separation roller 52, and then the manual paper feed path. It is conveyed through 53. Then, it stops when it hits the registration roller 49.
[0024]
The registration roller 49 rotates in accordance with the timing at which the composite toner image formed on the intermediate transfer belt 10 as described above is conveyed to the secondary transfer unit facing the secondary transfer belt 24 of the secondary transfer device 22. To start. Here, in general, the registration roller 49 is often used while being grounded, but a bias may be applied to remove paper dust from the transfer paper. A DC voltage is used for the applied bias, but an AC voltage having a DC offset component may be used to charge the transfer paper more uniformly. Note that the surface of the transfer paper after passing through the registration roller 49 to which a bias is applied in this way is slightly negatively charged. Therefore, in this case, since the transfer conditions are different from those of the transfer paper to which no bias is applied to the registration rollers 49 during the secondary transfer from the intermediate transfer belt 10 to the transfer paper, it is necessary to appropriately change the transfer conditions.
[0025]
The transfer paper sent out by the registration roller 49 is sent between the intermediate transfer belt 10 and the secondary transfer belt 24, and the secondary transfer device 22 transfers the composite toner image on the intermediate transfer belt 10 onto the transfer paper. Transcribed. Thereafter, the transfer paper is conveyed to the fixing device 25 while being attracted to the secondary transfer belt 24, and heat and pressure are applied by the fixing device 25 to perform a toner image fixing process. The transfer paper that has passed through the fixing device 25 is discharged and stacked on a discharge tray 57 by a discharge roller 56. When image formation is also performed on the back surface of the surface on which the toner image is fixed, the transfer paper transport path that has passed through the fixing device 25 is switched by the switching claw 55. Then, the transfer paper is fed to a sheet reversing device 28 located below the secondary transfer device 22 where it is reversed and guided again to the secondary transfer unit.
[0026]
Next, meandering correction control of the intermediate transfer belt 10, which is a characteristic part of the present invention, will be described. In the present embodiment, the first support roller 14 of the three support rollers 14, 15, 16 that stretch the intermediate transfer belt 10 functions as a steering roller. Called.
FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of a meandering correction mechanism as an inclination correcting means using the steering roller 14. The steering roller 14 is pivotally supported by a pivot bearing 14a so that the axial end located on the lower side in the drawing becomes a fixed end. On the other hand, the axial end located on the upper side in the figure, which is the other end, is rotatably connected to one end of the swing arm 5 so as to be a movable end. Further, an eccentric cam 6 is in pressure contact with the other end portion of the swing arm 5 across the support shaft 5a supporting the central portion in the longitudinal direction of the swing arm 5 from the back side in the figure. The eccentric cam 6 is fixed on the drive shaft 4 a of the steering motor 4 and rotates by driving the steering motor 4. When the eccentric cam 6 is rotated by this rotation operation, the swing arm 5 swings around the support shaft 5a. By this swinging, the movable shaft of the steering roller 14 moves in the direction of the front side or the back side in the figure around the pivot bearing 14a, and the steering roller 14 tilts in conjunction with this movement. The tilt angle of the steering roller 14 is controlled by the rotation angle of the eccentric cam 6, that is, the rotation angle of the drive shaft of the steering motor 4.
In the following description, the width direction of the intermediate transfer belt 10 refers to a direction parallel to the axis of the steering roller, as shown in FIG. Further, the position in the width direction of the intermediate transfer belt 10 is a fixed position of the steering roller 14 as a reference position, and a direction from the fixed end toward the movable end is a positive direction.
[0027]
FIG. 6A is a perspective view of the periphery of the steering roller 14. FIG. 6B is a schematic diagram when the steering roller 14 is viewed from the axial direction. In FIG. 6B, the contact start position at which the back surface portion of the intermediate transfer belt 10 starts to contact the steering roller 14 is indicated by reference numeral P1. Further, a separation start position at which the back surface portion of the intermediate transfer belt 10 starts to separate from the steering roller 14 is indicated by a reference symbol P2. Further, an angle formed by a straight line connecting the shortest distance from the axis center of the steering roller 14 to the contact start position P1 and a straight line connecting the shortest distance from the center of the axis to the separation start position P2 is referred to as a winding angle, and a sign θ It shows with.
[0028]
FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of two position detection sensors 1 and 2 as inclination detecting means for detecting the position in the width direction of the intermediate transfer belt 10. In the present embodiment, the two position detection sensors 1 and 2 are arranged so as to detect the position in the width direction of the intermediate transfer belt 10 at the contact start position P1 and the separation start position P2, respectively. The position detection sensors 1 and 2 are optical sensors that perform position detection by applying triangulation. Each of the position detection sensors 1 and 2 includes light emitting elements 1a and 2a, light receiving elements 1b and 2b, a lens that collects light, and the like. The light emitted from the light emitting elements 1a and 2a passes through the lens and is diffusely reflected on the end face of the belt. The reflected light is collected by a light receiving lens and detected by light receiving elements 1b and 2b made of a CCD. The reflection position of the light irradiated from the light receiving elements 1b and 2b changes according to the positional deviation in the width direction of the intermediate transfer belt. When the reflection position changes in this way, the reflected light detection position on the light receiving elements 1b and 2b changes. Therefore, the position detection sensors 1 and 2 can detect a positional shift in the width direction of the intermediate transfer belt based on the detection positions on the light receiving elements 1b and 2b. As such position detection sensors 1 and 2, for example, a CCD laser displacement sensor (LK series) manufactured by Keyence Corporation can be used.
[0029]
When detecting the position in the width direction of the belt portion wound around the steering roller 14 or the vicinity thereof as in the present embodiment, the detection position by the position detection sensors 1 and 2 needs to be synchronized with the tilting operation of the steering roller 14. is there. As a method for obtaining such synchronization, for example, as shown in FIG. 8, a configuration in which the position detection sensors 1 and 2 are fixed to the shaft of the steering roller 14 is simple.
[0030]
FIG. 9 is a control block diagram of a belt meandering correction device as an inclination correcting unit that performs meandering correction control. The belt meandering correction device includes a control unit 3 that performs rotation control of the steering motor 4 based on detection results from the position detection sensors 1 and 2. The control unit 3 is configured by an electric circuit including a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Detection signals from the position detection sensors 1 and 2 are input to the control unit 3 as digital signals. This signal input interval is extremely short, and digital signals from the position detection sensors 1 and 2 are continuously input to the control unit 3. Accordingly, the control unit 3 determines the position in the width direction of the intermediate transfer belt 10 at the contact start position P1 and the separation start position P2 shown in FIG. 6 based on the detection results (detection signals) by the position detection sensors 1 and 2. It can be recognized continuously.
[0031]
Next, the control operation in the control unit 3 of the belt meandering correction apparatus will be described.
FIG. 1 is a flowchart showing a control flow in the control unit 3. First, the control unit 3 samples the belt width direction position L1 of the contact start position P1 based on the detection signal from the first position detection sensor 1 (S1). Further, the belt width direction position L2 of the separation start position P2 is also sampled based on the detection signal from the second position detection sensor 2 (S2). Then, the difference ΔL between the belt width direction positions L1, L2 between the contact start position P1 and the separation start position P2 sampled in this way is calculated (S3).
[0032]
Here, a method of calculating the difference ΔL will be described in detail.
FIG. 10 is a schematic diagram when the endless movement direction of the belt portion wound around the steering roller 14 is inclined with respect to the normal endless movement direction X, that is, the surface movement direction of the steering roller 14. In addition, the virtual line shown with the code | symbol Y in a figure shows a belt width direction. As shown in the figure, the difference ΔL occurs when the surface movement direction of the steering roller 14 and the endless movement direction of the intermediate transfer belt 10 do not coincide with each other at the contact start position P1, that is, when the inclination is inclined. Hereinafter, this inclination is referred to as the inclination of the intermediate transfer belt 10. Here, the difference ΔL is called a lead amount, and has a very strong correlation with the displacement amount in the width direction of the belt with the frictional force acting between the intermediate transfer belt 10 and the steering roller 14 as a parameter. .
In general, since the intermediate transfer belt 10 is required to move endlessly at a constant speed, the intermediate transfer belt 10 is designed to suppress the slip generated between the three support rollers 14, 15, 16 and the intermediate transfer belt 10 as much as possible. Is done. Specifically, the design is such that the friction coefficient μ between the intermediate transfer belt 10 and the support rollers 14, 15, 16 is increased, or the tension of the intermediate transfer belt 10 is increased. Therefore, in this embodiment, it can be considered that the slip between the steering roller 14 and the intermediate transfer belt 10 among these support rollers 14, 15 and 16 is extremely small. Therefore, it can be considered that the intermediate transfer belt 10 moves endlessly in the endless movement direction on the steering roller 14 without slipping in the belt width direction. Therefore, the belt width direction edge located at the contact start position P1 reaches the separation start position P2 as the intermediate transfer belt 10 moves endlessly according to the inclination of the intermediate transfer belt 10 on the steering roller 14. Become. That is, the inclination angle of the intermediate transfer belt 10 on the steering roller 14 can be accurately grasped by the difference ΔL.
[0033]
FIG. 11 is a graph showing changes over time in the belt width direction position L1 at the contact start position P1 and the belt width direction position L2 at the separation start position P2 when the intermediate transfer belt 10 is moving endlessly at a constant speed. . In the illustrated graph, the horizontal axis is the time axis. However, since the intermediate transfer belt 10 moves endlessly at a constant speed, it may be considered as a belt moving distance. The vertical axis indicates the belt width direction positions L1 and L2 in the axial direction of the steering roller 14. As shown in FIG. 10, the belt width direction positions L1 and L2 are based on the fixed end of the steering roller 14 as the origin, and from the origin to the edge on the near side of the intermediate transfer belt 10 located at each of the points P1 and P2. This is the distance in the roller axis direction (Y direction in the figure). Further, a symbol T in the graph of FIG. 11 indicates one cycle of the intermediate transfer belt.
[0034]
The difference ΔL in the present embodiment uses the difference between the belt width direction positions L1 and L2 when the same point on the intermediate transfer belt 10 is located at the contact start position P1 and the separation start position P2. On the other hand, not limited to this, the difference between the belt width direction positions L1 and L2 of the contact start position P1 and the separation start position P2 at the same time can be used as the difference ΔL. However, in this case, the accurate difference ΔL may not be obtained for the following reason.
[0035]
That is, when the latter difference is used as the difference ΔL, in order to obtain an accurate inclination angle of the intermediate transfer belt 10, the belt width direction position detection target is the belt width direction during the endless movement of the belt in the normal endless movement direction. It is assumed that the position is not shifted in the direction. Note that the detection target here is an edge in the width direction of the intermediate transfer belt 10 in the present embodiment. However, when manufacturing cost and belt productivity are prioritized, an endless belt having a seam portion is often used. In such an endless belt, the shape of the seam portion swells in the belt width direction. Therefore, when the bulging portion is located at the contact start position P1 or the separation start position P2, the detection result does not indicate an accurate belt width direction position. Therefore, the difference ΔL at this time does not indicate an accurate inclination angle of the intermediate transfer belt 10.
In addition, as an endless belt used in an image forming apparatus such as an intermediate transfer belt or a photoreceptor belt, a seamless belt having no seam portion is generally used. However, even in a seamless belt, it is difficult to form the belt width direction edge straight over the entire region, and the belt width direction edge is gently undulated. Therefore, the obtained difference ΔL does not indicate an accurate inclination angle of the intermediate transfer belt 10.
[0036]
In addition, the fact that the edge in the belt width direction swells or gently swells in this way appears as an erroneous detection of the position in the belt width direction even in the conventional steering system, and accurate control is performed. It was an obstacle. In other words, in the conventional steering system, the positional deviation in the width direction of the belt at a predetermined location is detected by using the edge in the width direction of the belt, etc., and is fed back to the control of the tilting operation of the steering roller according to the detection result. It was. In order to detect an accurate positional deviation in the width direction of the belt using this method, as described above, when the endless belt does not meander and moves straight endlessly, the sensor detection target causes a positional deviation in the belt width direction. There is no premise. Therefore, if the edge in the belt width direction is swollen or gently swelled in the seam, an accurate positional shift cannot be detected, leading to erroneous detection.
[0037]
In order to eliminate erroneous detection in such a conventional steering system, after detecting the belt width direction position of an arbitrary point on the belt, the belt is rotated once and the belt width direction position of that point is detected again. Good. In this way, even if the edge in the belt width direction swells at the seam portion or gently undulates, an accurate positional shift in the belt width direction as shown in FIG. 11 is not affected. The quantity K can be detected. However, in this case, the accurate positional deviation amount K in the belt width direction cannot be grasped until the belt is rotated once. Therefore, even if this is fed back to the tilting operation of the steering roller, the accurate tilting operation is controlled. It is not possible. That is, in such a detection method, after the belt meandering occurs and the positional deviation in the width direction of the belt occurs, the accurate positional deviation amount K cannot be detected unless the belt is rotated once. . In this case, the time lag from the occurrence of the belt meandering to the correction of the meandering by the tilting operation of the steering roller 14 is too large. In addition, due to this time lag, the belt position in the width direction often overshoots the normal position, which is the target value, and it becomes difficult to quickly converge the belt width direction position to the normal position.
Even if it is attempted to avoid the time lag or overshoot by acknowledging the erroneous detection described above, in the conventional method, as described above, the time lag is not corrected until the meander correction is performed by the steering roller tilting operation. Occurs. And with this time lag, overshoot also occurs. Therefore, in any case, it has been difficult to sufficiently suppress the meandering of the belt in any case.
[0038]
For this reason, in this embodiment, the difference ΔL is the difference between the belt width direction positions L1 and L2 when the same point on the intermediate transfer belt 10 is located at the contact start position P1 and the separation start position P2. ing. Note that reference signs P1 and P2 in FIG. 11 show an example of a set of belt width direction positions L1 and L2 used for calculating the difference ΔL in the present embodiment. A time difference between the points P1 and P2 in FIG. 11 indicates a time until an arbitrary point located at the contact start position P1 on the intermediate transfer belt 10 reaches the separation start position P2. During this time, since the intermediate transfer belt 10 moves endlessly at a constant speed without slipping with respect to the steering roller 14, the winding angle θ shown in FIG. 6B is divided by the angular speed θr of the steering roller 14. Is required. In other words, in the present embodiment, the belt width direction position L2 obtained in S2 and the belt width direction obtained in S1 before the time when the data was obtained and the winding angle θ / angular velocity θr. The difference ΔL is obtained from the data at the position L1. In this way, by detecting the belt width direction position at the same point on the intermediate transfer belt 10 at the two points P1 and P2, the inclination angle of the intermediate transfer belt 10 can be determined regardless of the shape of the edge in the belt width direction. The exact difference ΔL shown is obtained.
[0039]
Once the difference ΔL is calculated in this way (S3), it is next determined whether or not the calculated difference ΔL is greater than 0 (S4). When the difference ΔL is larger than 0, the state of the inclination of the intermediate transfer belt 10 is as shown in FIG. Therefore, the control unit 3 outputs a drive command to the steering motor 4, and tilts the steering roller 14 so as to tilt in the direction of arrow A (forward direction) in the figure (S5). On the other hand, if it is determined in S4 that the difference ΔL is not larger than 0, it is next determined whether or not the difference ΔL is smaller than 0 (S6). When the difference ΔL is smaller than 0, the state of the inclination of the intermediate transfer belt 10 is as shown in FIG. Therefore, the control unit 3 outputs a drive command to the steering motor 4, and tilts the steering roller 14 so as to tilt in the direction of arrow B (negative direction) in the figure (S7). Note that the inclination of the steering roller 14 is preferably in accordance with the absolute value of the difference ΔL. If it is determined in S6 that the difference ΔL is not smaller than 0, the calculated difference ΔL is 0, so the intermediate transfer belt 10 is not inclined. Therefore, it ends as it is.
Then, while the intermediate transfer belt 10 is driven, the control unit 3 repeatedly performs such a control operation and continuously corrects the meandering of the belt.
[0040]
Here, in the control operation, steering control is performed based on the difference ΔL between the belt width direction position L1 of the contact start position P1 and the belt width direction position L2 of the separation start position P2. For this reason, if this control operation is repeated, the entire intermediate transfer belt 10 may be displaced in the width direction due to accumulation of minute meandering, and the intermediate transfer belt 10 may fall off the rollers. Therefore, in the present embodiment, in order to prevent the belt from dropping off, the control operation is performed by applying the above control operation during the non-image forming operation to return the belt width direction position L1 of the contact start position P1 to the normal position. 3 does. That is, a difference between the belt width direction position L1 obtained based on the detection signal from the first position detection sensor 1 and a predetermined normal position L0 is calculated, and steering control is performed based on the difference. As a result, during the next image forming operation, the intermediate transfer belt 10 is returned to its normal position in the width direction and the accumulation of minute meandering is reset. Therefore, it is possible to prevent the belt from dropping off due to accumulation of minute meandering.
[0041]
In this embodiment, as described above, as soon as the intermediate transfer belt 10 on the steering roller 14 is tilted, the tilting operation of the steering roller 14 is controlled based on the difference ΔL indicating the tilt. That is, in this embodiment, the inclination of the intermediate transfer belt 10 that is the cause of the belt meandering is directly detected, and the detection result is fed back to the control. Therefore, the meandering of the belt can be corrected more quickly than the conventional steering system that detects and controls the positional deviation in the belt width direction that occurs only when the belt portion on the roller is inclined. In addition, in the present embodiment, the cause of the belt meandering is fed back to the control, so that there is almost no time lag that occurs in the conventional steering system, thereby suppressing overshoot.
Since the cause of the belt meandering is fed back to the control in this way, the amount of positional deviation in the width direction of the belt when the steering roller 14 is tilted is smaller than in the conventional steering system. Therefore, in this embodiment, the inclination angle of the steering roller 14 necessary for correcting the belt meander can be made smaller than that of the conventional steering system. As a result, overshooting is less likely to occur compared to conventional steering systems.
Further, since the inclination of the intermediate transfer belt 10 is obtained based on the difference ΔL in the belt portion wound around the steering roller 14, the displacement of the belt in the width direction due to the tilting operation of the steering roller 14 can be detected immediately. Thereby, generation | occurrence | production of an overshoot can be suppressed effectively.
[0042]
[Modification 1]
Next, a modified example of the position detection sensor in the above embodiment (hereinafter, this modified example is referred to as “modified example 1”) will be described. In the present modification, two position detection sensors are provided that respectively detect the width direction position of the edge of the intermediate transfer belt 10 at the contact start position P1 and the separation start position P2.
[0043]
FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a position detection sensor according to the first modification. The position detection sensor 101 includes a contact 102 that contacts the edge in the width direction of the intermediate transfer belt 10 at the contact start position P1 or the separation start position P2. The contact 102 is an L-shaped member, and as shown in the drawing, the L-shape is rotatably attached to the support shaft 103 near the intersection. The contact 102 is urged by a spring 104 as an urging member in a direction in contact with the edge in the width direction of the intermediate transfer belt 10 and is held in contact with the edge. The contact pressure at this time is set to an appropriate level so that the belt edge portion is not deformed. The position detection sensor 101 is provided with an area laser sensor 105. The area laser sensor 105 is composed of a pair of light emitting elements and light receiving elements, and the light receiving elements detect changes in the amount of received laser light emitted from the light emitting elements. Between the light emitting element and the light receiving element, an end opposite to the end contacting the intermediate transfer belt 10 of the contact 102 is positioned so as to partially block the laser light from the light emitting element. Accordingly, when the contact 102 rotates, the amount of light blocked by the end of the contact 102 changes according to the rotation angle, and the amount of light received by the light receiving element changes.
[0044]
When the meandering of the belt occurs, the edge in the width direction of the intermediate transfer belt 10 at the contact start position P1 or the separation start position P2 is displaced in the belt width direction. Then, the movement of the edge portion in the width direction is converted into a rotating operation of the contact 102 in contact therewith. By this rotation operation, the amount of light received by the light receiving element in the area laser sensor 105 changes, and a detection signal corresponding to the change in the amount of received light is output from the area laser sensor 105. Therefore, the width direction position of the intermediate transfer belt 10 at the contact start position P1 or the separation start position P2 can be continuously detected by the sensor output. Instead of such an area laser sensor 105, for example, a displacement sensor that detects the displacement of the contact 102 that is displaced according to the displacement of the intermediate transfer belt 10 in the width direction can be used.
[0045]
The position detection sensors 1 and 2 of the above embodiment directly detect the position in the width direction of the edge of the intermediate transfer belt with an optical sensor. In this case, a detection error is likely to occur because dust such as toner floating in the copying machine adheres to the sensor surface. On the other hand, this modification indirectly detects the position in the width direction of the intermediate transfer belt edge at the contact start position P1 and the separation start position P2 using the contact 102. Therefore, the sensor surface of the position detection sensor can be packaged in the sensor casing. Therefore, it is possible to easily obtain a configuration that prevents dust such as toner from adhering to the sensor surface in order to suppress detection errors.
[0046]
[Modification 2]
Next, another modified example of the position detection sensor in the above embodiment (hereinafter, this modified example is referred to as “modified example 2”) will be described. In this modified example, the position in the width direction of the edge of the intermediate transfer belt is detected 2 at a position shifted to the upstream side in the endless movement direction from the contact start position P1 and a position shifted from the separation start position P2 to the downstream side in the endless movement direction. Two position detection sensors are provided.
[0047]
FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a position detection sensor according to the second modification. For the sake of explanation, only the position detection sensor that detects the position in the width direction of the edge of the intermediate transfer belt 10 at a position shifted upstream of the contact start position P1 in the belt endless movement direction is shown. The configuration of the position detection sensor 201 according to this modification is the same as that of the area laser sensor 105 provided in the position detection sensor 101 according to Modification 1. The widthwise edge of the intermediate transfer belt 10 is positioned between the light emitting element 202 and the light receiving element 203 of the position detection sensor 201 so as to partially block the laser light from the light emitting element. As a result, when the meandering of the belt occurs and the position in the width direction edge of the intermediate transfer belt 10 is displaced, the amount of light to be blocked changes according to the amount of displacement, and the amount of light received by the light receiving element 203 changes. . A detection signal corresponding to the change in the amount of received light is output from the position detection sensor 201. Therefore, the belt width direction position at a position shifted from the contact start position P1 upstream in the endless movement direction by the two position detection sensors 201 and the belt width direction position at a position shifted downstream from the separation start position P2 in the endless movement direction. Can be detected continuously. The difference ΔL similar to that in the above embodiment can also be calculated from the result thus detected.
[0048]
The position detection sensors 1 and 2 of the embodiment and the modification 1 detect the position in the belt width direction of the belt portion wound around the steering roller 14. Therefore, it is possible to obtain an accurate inclination angle of the intermediate transfer belt 10 with almost no influence of vibration and waviness of the intermediate transfer belt 10. On the other hand, in this modification, since the position in the belt width direction of the belt portion that is not wound around the steering roller 14 is detected, it is somewhat affected by the vibration and waviness of the intermediate transfer belt 10. However, according to the configuration that detects the position in the width direction of the belt portion that is not wound around the steering roller 14 as in this modification, the degree of freedom of the position detection sensor can be increased as compared with the configuration of the above-described embodiment. Thereby, since the choices of the position detection sensor which can be employ | adopted increase, size reduction and cost reduction of an apparatus can be achieved.
[0049]
[Modification 3]
Next, still another modification of the position detection sensor in the above embodiment (hereinafter, this modification is referred to as “Modification 3”) will be described. In the present modification, two position detection sensors are provided that respectively detect the position in the width direction of the edge of the intermediate transfer belt 10 at the same detection position as in the second modification.
[0050]
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a position detection sensor according to Modification 3 as viewed from the back surface (inner peripheral surface) side of the intermediate transfer belt 10. For the sake of explanation, only the position detection sensor that detects the position in the width direction of the edge of the intermediate transfer belt 10 at a position shifted upstream of the contact start position P1 in the belt endless movement direction is shown. In this modification, a reflective tape 302 extending in parallel with the belt endless movement direction is provided at the center in the width direction on the back surface of the intermediate transfer belt 10. The reflective tape 302 may not be the central portion in the width direction as long as it extends in parallel with the belt endless movement direction. A position detection sensor 301 according to this modification is a so-called optical reflection type sensor, and detects an edge position of the reflection tape 302. Therefore, when the meandering of the belt occurs and the position in the width direction of the edge position of the reflective tape 302 is displaced, the amount of displacement is detected. Therefore, the belt width in the position shifted in the endless movement direction upstream from the contact start position P1 by the two position detection sensors 301 and the belt width in the position shifted in the endless movement direction downstream from the separation start position P2. The direction position can be detected continuously. The difference ΔL similar to that in the above embodiment can also be calculated from the result thus detected.
[0051]
In the embodiment and the first and second modifications, the position detection sensor needs to be arranged outside the area surrounded by the intermediate transfer belt 10. On the other hand, in the present modification, the position detection sensor 301 can be installed in an area surrounded by the intermediate transfer belt 10. In general, since there is a relatively large space in this region, the apparatus can be reduced in size.
[0052]
As described above, in the belt meandering correction apparatus according to this embodiment, the intermediate transfer belt 10 that is an endless belt is stretched around the rollers 14, 15, and 16 that are a plurality of support members. And the position as an inclination detection means for detecting the difference ΔL indicating the inclination between the endless movement direction of the belt portion wound around the steering roller 14 of these rollers and the normal endless movement direction X of the belt portion. Detection sensors 1, 2, 101, 201, 301 are provided. In addition, this device performs meander correction as an inclination correcting means for correcting the endless movement direction of the belt portion to the normal endless movement direction X based on the detection results of the position detection sensors 1, 2, 101, 201, 301. It has a mechanism. With such a configuration, there is almost no time lag or overshoot caused by the conventional steering method, and stable belt driving can be realized without the intermediate transfer belt 10 meandering greatly.
In the present embodiment, the belt portion wound around the steering roller 14 or the belt width direction positions L1 and L2 in the vicinity thereof are detected at two different locations in the endless movement direction of the intermediate transfer belt 10, respectively. And the said inclination is obtained based on difference (DELTA) L of each detection result. Therefore, it is possible to obtain the inclination of the intermediate transfer belt, which is the cause of the belt meandering, with high accuracy. Thereby, the accuracy of meandering correction control can be improved.
In particular, in the configuration of the above embodiment and the configuration of Modification 1, the belt width direction positions detected by the two position detection sensors are the contact start position P1 and the separation start position P2. Therefore, it is possible to obtain the inclination of the intermediate transfer belt, which is the cause of the belt meandering, with higher accuracy. Thereby, the accuracy of meandering correction control can be further improved.
In the present embodiment, among the plurality of rollers 14, 15, 16, the steering roller having the largest product of the coefficient of friction μ between the intermediate transfer belt 10 and the winding angle θ of the intermediate transfer belt 10. The belt width direction position L1, L2 is detected for the belt portion wound around the belt 14. Such a roller 14 generates the strongest force for displacing the position in the width direction of the intermediate transfer belt 10 in the belt width direction, and the belt meanders most easily at the position of the roller 14. Therefore, by detecting the belt width direction positions L1 and L2 on the roller 14, it is possible to grasp the occurrence of belt meandering most efficiently and quickly. Therefore, more appropriate meandering correction control can be realized. Here, supplementarily, according to Euler's theory of friction conduction, in the belt model shown in FIG. 16, it is said that the elastic belt does not transmit power unless tension is applied. The following relational expression holds. In this relational expression, Tt is the tension on the belt tension side, Ts is the tension on the loose side, θ is the winding angle of the belt, and μ is the coefficient of friction between the belt and the roller. According to this relational expression, the roller having the largest product of the friction coefficient μ and the winding angle θ described above may be rephrased as the roller having the largest effective tension, which is a value obtained by subtracting the slack side tension Ts from the tension side tension Tt. it can.
[Expression 1]
Tt / Ts = eμ ・ θ
Further, the image forming apparatus of the present embodiment uses the belt meandering correction device described above as a belt meandering correction device for correcting the meandering of the intermediate transfer belt 10, and therefore, color misregistration of an image caused by the meandering of the intermediate transfer belt 10 is prevented. Can be stably prevented.
In particular, the copying machine according to the present embodiment includes a control unit 3 and a meandering correction mechanism as position correction means for correcting the belt width direction position of the intermediate transfer belt 10 to a normal position during a non-image forming operation. As a result, even if the amount of deviation in the width direction position of the entire belt increases due to accumulation of minute meandering, the width direction position of the entire belt can be returned to the normal position during the non-image forming operation. The accumulation of minute meandering can be reset. Therefore, it is possible to prevent the intermediate transfer belt 10 from dropping off due to accumulation of minute meandering.
[0053]
In the present embodiment and Modifications 1 to 3, the tilting operation of the steering roller 14 is controlled based on the difference ΔL in the belt portion wound around the steering roller 14 so that the difference ΔL is minimized. It was. However, the inclination of the intermediate transfer belt 10 that causes the meandering of the belt, that is, the difference ΔL, can occur not only on the steering roller 14 but also on the other support rollers 15 and 16. In this case, the tilting operation of the steering roller 14 is controlled only when the tilt of the intermediate transfer belt 10 on the other support rollers 15 and 16 moves onto the steering roller 14. Therefore, there may be a slight time lag between the occurrence of the belt meandering and the control of the tilting operation of the steering roller 14. When such a time lag is suppressed and more precise meandering correction control is required, not only the steering roller 14 but also the other support rollers 15 and 16 detect the belt width direction position. May be. At this time, those detection results are also fed back to the control of the tilting operation of the steering roller 14. In this case, if the other support rollers 15 and 16 are also configured as steering rollers and the steering control is individually performed based on the difference ΔL for each of the rollers 14, 15 and 16, higher-accuracy meandering correction control can be realized.
[0054]
【The invention's effect】
  Claims 1 to4According to this invention, since the meandering can be corrected while the amount of deviation in the belt width direction due to meandering is small, there is an excellent effect that the meandering of the belt can be suppressed more effectively than in the past. Due to this effect, the endless belt can be stably moved endlessly with little positional deviation in the belt width direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart illustrating a flow of control performed by a control unit of a belt meandering correction apparatus in a copying machine according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the entire copier.
FIG. 3 is an enlarged view showing a configuration of a main body portion of the copier.
FIG. 4 is an enlarged view showing a configuration of two adjacent image forming units in the copier.
FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of a meandering correction mechanism constituting the belt meandering correction device.
FIG. 6A is a perspective view of the periphery of a steering roller that is tilted by a meandering correction mechanism. (B) is a schematic diagram when the steering roller is viewed from the axial direction.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of two position detection sensors that detect the position in the width direction of the intermediate transfer belt in the copier.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration in which the position detection sensor is fixed to a shaft of a steering roller.
FIG. 9 is a control block diagram of the belt meandering correction device.
FIG. 10 is a schematic view when the endless moving direction of the belt portion wound around the steering roller is inclined with respect to the normal endless moving direction.
FIG. 11 is a graph showing changes over time in the belt width direction position of the contact start position and the separation start position when the intermediate transfer belt is moving endlessly at a constant speed.
FIG. 12A is an explanatory diagram showing a state of inclination of the intermediate transfer belt when the difference ΔL is larger than zero. FIG. 6B is an explanatory diagram illustrating the state of inclination of the intermediate transfer belt when the difference ΔL is smaller than zero.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a position detection sensor according to Modification 1.
FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a position detection sensor according to a second modification.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a position detection sensor according to Modification 3 as viewed from the back side of the intermediate transfer belt.
FIG. 16 is a model diagram for explaining a relationship between belt tension and a friction coefficient.
[Explanation of symbols]
1, 2, 101, 201, 301 Position detection sensor
3 Control unit
4 Steering motor
5 Swing arm
6 Eccentric cam
10 Intermediate transfer belt
14 Steering roller
14a Pivot bearing
18Y, 18C, 18M, 18BK Image forming unit
20Y, 20C, 20M, 20BK Photosensitive drum
102 Contact
104 spring
105 area laser sensor
302 reflective tape

Claims (4)

複数の支持部材により張架される無端ベルトに駆動力を伝達して該無端ベルトを駆動させるベルト駆動装置で、該無端ベルトの無端移動方向が正規の無端移動方向から外れたときに生じる該無端ベルトの蛇行を補正するベルト蛇行補正装置において、
上記複数の支持部材の中の少なくとも１つの支持部材に巻き付いた無端ベルト部分の無端移動方向と、該無端ベルト部分の正規の無端移動方向との傾斜を検出するための傾斜検出手段と、
上記傾斜検出手段による検出結果に基づいて、上記無端ベルト部分の無端移動方向を正規の無端移動方向に修正する傾斜修正手段とを備え、
上記傾斜検出手段は、上記無端ベルトの無端移動方向における互いに異なる２つの箇所で、上記少なくとも１つの支持部材に巻き付いた無端ベルト部分又はその近傍のベルト幅方向位置をそれぞれ検出する２つの位置検出手段を有し、該２つの位置検出手段による各検出結果の差分に基づいて上記傾斜を得るものであり、
上記２つの位置検出手段が検出する各ベルト幅方向位置は、上記無端ベルトが上記少なくとも１つの支持部材に接触を開始する接触開始位置と、該支持部材から離間を開始する離間開始位置であることを特徴とするベルト蛇行補正装置。 A belt driving device that transmits a driving force to an endless belt stretched by a plurality of support members to drive the endless belt, and the endless movement that occurs when the endless moving direction of the endless belt deviates from the normal endless moving direction. In the belt meandering correction device for correcting the meandering of the belt,
An inclination detecting means for detecting an inclination between an endless belt portion wound around at least one of the plurality of support members and a normal endless movement direction of the endless belt portion;
Inclination correcting means for correcting the endless moving direction of the endless belt portion into a normal endless moving direction based on the detection result by the inclination detecting means ,
The inclination detection means includes two position detection means for detecting an endless belt portion wound around the at least one support member or a belt width direction position in the vicinity thereof at two different positions in the endless movement direction of the endless belt. And obtaining the inclination based on the difference between the detection results of the two position detection means,
The belt width direction positions detected by the two position detecting means are a contact start position at which the endless belt starts to contact the at least one support member, and a separation start position at which separation from the support member starts. A belt meandering correction device characterized by the above . 請求項１のベルト蛇行補正装置において、
上記少なくとも１つの支持部材は、上記複数の支持部材の中で、上記無端ベルトとの間の摩擦係数と、該無端ベルトの巻付き角との積が最も大きいものであることを特徴とするベルト蛇行補正装置。The belt meandering correction apparatus 請 Motomeko 1,
The belt characterized in that the at least one support member has a largest product of a coefficient of friction with the endless belt and a winding angle of the endless belt among the plurality of support members. Meander correction device. 複数の支持部材により張架される無端ベルトに駆動力を伝達して該無端ベルトを駆動させるベルト駆動装置と、
上記無端ベルトの無端移動方向が正規の無端移動方向から外れたときに生じる該無端ベルトの蛇行を補正するベルト蛇行補正装置とを備えた画像形成装置において、
上記ベルト蛇行補正装置として、請求項１又は２のベルト蛇行補正装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。A belt driving device that transmits a driving force to an endless belt stretched by a plurality of support members to drive the endless belt;
An image forming apparatus comprising: a belt meandering correction device that corrects meandering of the endless belt that occurs when the endless moving direction of the endless belt deviates from the normal endless moving direction;
As the belt meandering correction apparatus, an image forming apparatus characterized by the claims 1 or with 2 belt meandering correction system. 請求項３の画像形成装置において、
非画像形成動作時に、上記無端ベルトのベルト幅方向位置を正規の位置に修正する位置修正手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 3 .
An image forming apparatus comprising a position correcting means for correcting a position in the belt width direction of the endless belt to a normal position during a non-image forming operation.
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