JP4021717B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、定速走行を必要とするベルト装置を有する機器の、ベルト定速制御用装置に関する。プリンタ、ファクシミリ、複写機など、ベルト駆動装置を内蔵する機器は多くある。これらの機器は、ベルトが安定して定速走行することが望まれており、定速から外れると画像の乱れが発生する。本発明は、ベルトが目標の速度から外れたとき、元の速度に戻すための、速度検知手段の精度を高める技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
静電式画像技術を用いたカラープリンタや、カラー複写機はますます需要が大きくなっている。
カラー画像形成装置には、静電画像形成方式を用いたものがある。たとえば針状電極を用いて、放電もしくは接触帯電により誘電体上に静電潜像を形成し、これを現像する方式や、表面を均一に帯電させた感光体上にアナログ的、もしくはデジタル的に露光して、静電潜像を形成しこれを現像するいわゆる電子写真方式などが知られている。以後は、説明の便宜上、電子写真方式を例にとって説明するが、本発明は、静電画像形成方式一般に適用できるものである。
【0003】
1つの感光体のまわりに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着させて感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写して転写紙にカラー画像を記録する、いわゆる1ドラム型のものと、並べて備える複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写して転写紙に合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとがある。
【0004】
1ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者は、感光体が1つであるから、比較的小型化でき、コストも低減できる利点はあるものの、1つの感光体を用いて複数回(通常4回)画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するから、画像形成の高速化は困難である。後者は、逆に大型化し、コスト高となる不利な点はあるものの、画像形成の高速化が容易であるという利点がある。
最近は、フルカラーもモノクロ並みのスピードが望まれることから、タンデム型が注目されてきている。
【0005】
図13は静電式画像形成装置の例として、タンデム型の電子写真装置の1例を示す概要図である。
図14はタンデム型の電子写真装置の他の1例を示す概要図である。
図13において、符号100は感光体を示し、添え字のKはブラック用、Yはイエロー用、Cはシアン用、Mはマゼンタ用の感光体であることをそれぞれ示す。符号200はベルト、400は転写紙、700は給紙用のレジストローラ、800は定着装置をそれぞれ示す。
図14において、図13と同じものは同じ符号を付してある。図14において、符号300は2次転写装置を示す。
【0006】
タンデム型の電子写真装置には、図13に示すように、各感光体100上の画像を転写装置により、ベルト200で搬送する転写紙400に順次転写する直接転写方式のものと、図14に示すように、各感光体100上の画像を1次転写装置により一旦ベルト200に順次転写して後、そのベルト200上の画像を2次転写装置300により転写紙400に一括転写する間接転写方式のものとがある。この場合ベルト200は、前者においては搬送ベルトとして機能しており、後者においては、中間転写体として機能している。二次転写装置300はローラ形状のものを示したが、ベルト形状のものも用いられる。
【0007】
直接転写方式のものと、間接転写方式のものとを比較すると、前者は、感光体100が並んでいる上流側に給紙装置700を、下流側に定着装置800を配置しなければならず、転写紙の搬送方向に大型化するという問題点がある。
これに対し、後者は、2次転写位置を比較的自由に設置することができる。給紙装置700、および定着装置800を、感光体100が並んでいる部分と上下方向に重ねて配置することができ、小型化が可能となる利点がある。
【0008】
また、前者は、転写紙の搬送方向に大型化させないためには、定着装置800を感光体100に接近して配置することとなる。そのため、転写紙400がたわむことができる十分な余裕をもって定着装置800を配置することができず、転写紙400の先端が定着装置800に進入するときの衝撃(特に厚い転写紙で顕著となる)や、定着装置800を通過するときの転写紙搬送速度と、転写搬送ベルトによる転写紙搬送速度との速度差により、定着装置800が上流側の画像形成に影響を及ぼしやすい問題点がある。
【0009】
これに対し、後者は、転写紙400がたわむことができる十分な余裕をもって定着装置800を配置することができるから、定着装置800がほとんど画像形成に影響を及ぼさないようにすることができる。
以上のようなことから、最近は、タンデム型電子写真装置の中の、特に間接転写方式のものが注目されてきている。
【0010】
同時に、タンデム型電子写真装置の品質問題として、画像色ずれが懸念されるようになってきた。そこで色ずれの要因となるベルト200の走行ムラを抑制する手段として、ベルト200の走行状態を測定しフィードバック制御を行う方法が提案された。この際のフィードバック制御エラーを引き起こす検知センサでの検知精度低下が生じないようにし、走行ムラを低減した色ズレのないタンデム型電子写真装置を提供する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ベルト装置の走行ムラを低減させる方法として、ベルト表面の速度を検出してこの検出値に応じてベルト走行速度が一定となるように速度制御を行う方法がある。この手法を用いた際には、ベルト速度検出部の精度が重要であり、速度検出の精度が落ちてしまうことは、そのデータを元に制御走行されているベルトの走行ムラとして現れてしまう。そこで本発明では、ベルト速度検出部における、速度検知用のパターンと検知センサとの間の距離の変動、いわゆるギャップ変動による速度検知精度の低下に着目し、このギャップ変動を低減させるように、ベルト装置を構成した。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、ベルト装置において、表面に速度検知パターンを形成されたベルトと、該ベルトを駆動するモータと、検知センサと、を有するベルト装置であって、前記速度検知パターンを前記検知センサによって読み取り、読みとった情報を元に補正量を出力して、前記モータの回転数を前記ベルトの表面速度が一定になるように制御するベルト装置において、前記ベルト表面に対して垂直方向の平行移動以外の動きを規制されながら、該ベルトに対して周面を当接面として押し当てられる回転コロを、ベルト進行方向に直交する方向の前記速度検知パターンを挟んだ両側で前記速度検知パターンには当接しない位置に一対有する押し当て部材を備え、前記検知センサは、前記押し当て部材上の前記一対の回転コロのほぼ中央部に固定されており、前記ベルトを介して、少なくとも前記回転コロに対向する位置に、被当接部材を有することを特徴とする。
【0013】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のベルト装置において、前記当接面は、角部が曲面に形成されていることを特徴とする。
【0014】
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載のベルト装置において、前記押し当て部材は、少なくとも前記当接面がフッ素系樹脂もしくはシリコン系樹脂で形成されていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のベルト装置において、前記被当接部材は、前記ベルトと接触する面の角部が曲面に形成されていることを特徴とする。
【0015】
請求項5に記載の発明では、請求項1ないし4のいずれか1つに記載のベルト装置において、前記被当接部材は、少なくとも前記ベルトと接触する部分が板状部材であることを特徴とする。
請求項6に記載の発明では、請求項1ないし4のいずれか1つに記載のベルト装置において、前記被当接部材は、前記ベルトを介して前記一対の回転コロと対向する位置に、それぞれ回転コロを有することを特徴とする
請求項7に記載の発明では、請求項1ないし6のいずれか1つに記載のベルト装置において、前記被当接部材は、少なくとも前記ベルトと接触する側の面が、フッ素系樹脂もしくはシリコン系樹脂で形成されていることを特徴とする。
【0017】
請求項8に記載の発明では、請求項1ないし7のいずれか1つに記載のベルト装置において、前記速度検知パターンは前記ベルトの両側部にそれぞれ設けられ、前記検知センサは前記速度検知パターンのそれぞれに対応して1つずつ設けられていることを特徴とする。
請求項9に記載の発明では、請求項8に記載のベルト装置において、前記それぞれの検知センサから得られる前記偏差の平均値を元に前記補正量を出力することを特徴とする。
【0018】
請求項10に記載の発明では、請求項1ないし9のいずれか1つに記載のベルト装置を、直接転写方式の画像形成装置の転写紙搬送用のベルト装置として用いる画像形成装置を特徴とする。
請求項11に記載の発明では、請求項1ないし10のいずれか1つに記載のベルト装置を、間接転写方式の画像形成装置の、中間転写用のベルト装置として用いることを特徴とする。
【0019】
請求項12に記載の発明では、請求項10または12に記載の画像形成装置において、前記速度検知パターンはベルト駆動ローラと接触する側の面に設けられ、前記被当接部材はベルト上の画像形成領域より外側に配置されることを特徴とする。
【0020】
請求項13に記載の発明では、請求項10ないし12のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記速度検知パターンはベルト駆動ローラと接触しない側の面に設けられ、前記当接面はベルト上の画像形成領域より外側に配置されることを特徴とする。
請求項14に記載の発明では、請求項10ないし13のいずれか1つに記載の画像形成装置を、2個以上の像担持体を有する静電画像形成方式の画像形成装置に適用したカラー画像形成装置を特徴とする。
【0021】
【作用】
請求項1に記載のベルト装置によれば、速度検知パターンと検知センサの間の距離は、押し当て部材の形状によって定まる所定の距離になり、ベルトの移動によっても変動しない。しかも、このベルト装置によれば、当接面が速度検知パターンに接触しない。
【0022】
請求項2に記載のベルト装置によれば、角部の接触による摩擦抵抗が小さくなる。
請求項3に記載のベルト装置によれば、押し当て部材とベルトの間の摩擦抵抗が小さくなる。
【0023】
請求項4に記載のベルト装置によれば、押し当て部材は常時、もしくはベルトが経時的に伸びたとき、ベルトを介して被当接部材に当たり、ベルトのばたつきを防止する。
請求項5に記載のベルト装置によれば、被当接部材の構成が簡単である。
請求項6に記載のベルト装置によれば、被当接部材とベルトとの間の摺動がなくなる。
【0024】
請求項7に記載のベルト装置によれば、被当接部材とベルトとの間の摩擦抵抗が小さくなる。
請求項8および9に記載の画像形成装置によれば、ベルトの斜行も含めた速度補正が行われる。
【0025】
請求項10に記載の画像形成装置によれば、転写紙搬送ベルトの安定した速度制御ができる画像形成装置が得られる。
請求項11ないし13に記載の画像形成装置によれば、中間転写ベルトの安定した速度制御ができる画像形成装置が得られる。
請求項14のカラー画像形成装置によればベルト装置の安定した速度制御ができるカラー画像形成装置が得られる。
【0026】
【実施例】
図1は直接転写方式の画像形成装置の転写に関係する部分のみを示した斜視図である。
図1において、図13、14と同じものは同じ符号を付してある。図1において、符号101は感光体ドラム用モータ、201はベルト駆動ローラ、202はベルト支持ローラ、204はベルト駆動用モータ、210は速度検知パターン、211は検知センサをそれぞれ示す。
【0027】
図2は間接転写方式の画像形成装置の転写に関係する部分のみを示した斜視図である。
図2において、図1、13、14と同じものは同じ符号を付してある。図2において、符号203は転写受けローラ、301は転写ローラ駆動用モータをそれぞれ示す。
図3はベルトと検知センサの関係を示す平面図である。
同図において、符号220は押し当て部材、223は押し当て部材のベルトとの当接面をそれぞれ示す。
【0028】
図4はベルトと検知センサの関係を示す正面図である。説明の都合上、図1、2とは上下を逆にして示してある。以後の図においてはすべて同様である。
図4において、符号205は被当接部材、225は押圧ばねをそれぞれ示す。
【0029】
以上の図を用いて、本発明の実施例を説明する。感光体ドラム100K、100M、100C、100Yが平行に並び、それぞれブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色の画像形成を行う。形成された画像を転写する媒体として、中間転写ベルトとしてのベルト200、もしくは搬送ベルトとしてのベルト200上の転写紙400が矢印Aの方向に移動する。形成された画像は、イエロードラム100Y、シアンドラム100C、マゼンタドラム100M、ブラックドラム100Kの各ステーション順に、ベルト200上の転写紙400に、もしくはベルト200自身に転写され、像の重ね合わせが行われる。
【0030】
ベルト200の画像形成面とは反対側の面上に、ベルト走行方向に沿って設けられた速度検知パターン210を、検知センサ211によって読み取り、後述する電気的処理によって、ベルト200の走行速度を検出する。その結果に基づいて、ベルト200の速度が一定となるようにモータ204の制御を行う。
【0031】
検知センサ211は押し当て部材220上に固定される。押し当て部材220は、押圧ばね225により、ベルト200の表面に垂直方向の平行移動のみによって押し当てられており、且つ、図示しない部材により、ベルト面に平行な方向への動きが規制され、傾きも発生しないように規制されている。検知センサ211の検知面は、ベルト200に接触しないような或る所定の距離をおいて、速度検知パターンと対向している。押し当て部材220を透明部材で構成して、検知センサ211の検知面を押し当て部材220に密着させて用いることができる。もしくは、押し当て部材220の、検知センサ当接部分に開口を設けて速度検知パターンと直接対向するようにしても良い。
【0032】
押し当て部材220のベルト200と接触する当接面223は、速度検知パターン210には接触しないように、速度検知パターン210の両側でベルトと接触するように構成されている。こうすることによって、速度検知パターン210の摩耗による劣化を防止することができる。当接面223は、ベルト200との摺動が行われるので、接触面積をなるべく小さくし、極力摩擦係数の小さい材料を選ぶ。必要が有れば、摩擦係数の小さい材料で表面をコーティングしても良い。摩擦係数の小さい材料としては、フッ素系の樹脂、あるいはシリコン系の樹脂などが知られている。ただし、接触面積を小さくした場合、押圧ばね225があまり強いとベルト200を傷つける虞があるので、押圧ばね225の強さは、ベルト200の振れ(いわゆるばたつき)が有っても押し当て部材220がベルト200から簡単に離れない程度にしておくのがよい。
【0033】
ベルト200には、通常或る程度の張力が働いているので、押し当て部材220で押されても、ベルト200の面に垂直な方向の位置はさほど動かないが、経時的にベルトの伸びなどが発生すると、面に垂直方向に押す力が弱ければベルトのばたつきが生ずる。ベルト200に関して、押し当て部材220と反対側に設けた被当接部材205はそのようなばたつきを抑制する役割を担う。すなわち、ベルト200がベルトの伸びによって、被当接部材205に接するところまで位置が変わっても、押し当て部材220にとっては十分追随可能な範囲になるように被当接部材205の位置が設定されている。なお、被当接部材205の少なくともベルト200に接する面は当接面223と同様、摩擦係数の十分小さい材料で構成されていることが望ましい。
【0034】
したがって、検知センサ211は、ベルト200上の速度検知パターン210に対し、常に一定の距離で読みとることができる。これにより、従来有った、ベルトと検知センサとの距離の変動、すなわちギャップ変動による誤差というものがなくなり、ベルトに関して、精度の高い速度制御ができるようになる。
押し当て部材220の当接面223は、ベルト200を常時被当接部材205に押し当てるように構成しても良い。この場合ベルト走行位置は常に一定位置になるので検知センサによる読み取りは非常に安定する。
【0035】
図3には速度検知パターン210がベルト200の両側にそれぞれ設けられている例が示されているが、基本的には速度検知パターン210は1個有れば目的は達成できる。速度検知パターン210をベルト200の両側に1個ずつ設けると、2つの効果が期待できる。1つ目は、速度検知パターン210と、押し当て部材220あるいは被当接部材205との間の摩擦抵抗により、ベルト走行に対してブレーキがかかる状態が少なからず発生するので、速度検知パターンが一方の端のみであると、ベルトが一方へ寄る、いわゆるスキューが発生する虞があるが、速度検知パターンを両側に設けることで、摩擦抵抗がベルトの両端にほぼ均等にかかり、走行が安定する。
【0036】
2つ目は、上記のような事情がなくてもベルト走行中によく起きる、斜行現象に対して補正誤差を小さくできる効果がある。正常な走行から斜行を生じたときは、両側の検知センサ211は相異なる偏差、すなわち速度変化を検出する。両方の検知センサ211の検出量を平均すると、ベルトの幅方向の中心の速度変化にほぼ相当するはずなので、補正量もそれに応じて出力するようにすれば、少なくともベルト中心の走行速度は目標値に保つことができる。したがって、どちらか一方の検知センサのみによって過剰な補正をしてしまう虞が無くなる。
【0037】
図5は押し当て部材の変形例を示す図である。
図において、押し当て部材220は1枚の板の折り曲げによって作られており、金属で作っても、合成樹脂で作っても、部品コストが低減できる。
図6は押し当て部材の他の変形例を示す図である。この変形例では、ベルト200に接する面、すなわち、当接面223の角部をすべて曲面にしたものである。このようにすることによって、押し当て部材220と、ベルト200との摩擦抵抗がより少なくなり、速度検知機構があるがために起こるベルト走行ムラを小さく抑えることができる。
【0038】
図7は、図5に示す押し当て部材を用いたときの、被当接部材の構成例を示す斜視図である。
図8は被当接部材の変形例を示す図である。
図7において、図示は省略しているが、被当接部材205は固定部材によって支えられており、通常は移動できない構成になっている。図では構成が最も簡単な、単純な板状の部材として示しており、ベルトのばたつきを抑止する上では非常に有効であるが、接触面積が大きい分摩擦抵抗が大きくなりやすい。被当接部材205は、押し当て部材220の当接面223に対向する面だけ有れば当面の目的は達するので、図8に示すように、それ以外の面はベルト200に接触しないような構成にすることもできる。
【0039】
図1および2に示す例では、被当接部材205が接触する面は、間接転写方式の画像形成装置の場合、画像形成面の有る側であるから、上記接触によってベルト表面が摩耗する虞のあるところを画像形成領域として使うわけにはいかない。したがって、間接転写方式の場合、被当接部材205の接触する領域は、画像形成領域、すなわち、画像が1次転写される領域より外側にする必要がある。
【0040】
図1および2では速度検知パターンを、感光体と接触しない側の面、すなわちベルト駆動ローラ201に接触する面の側に設けた例で示しているが、これは必然的な構成ではない。速度検知パターンを感光体と接触する面の側、すなわちベルト駆動ローラ201に接触しない方の面に設けることもできる。この場合は、押し当て部材220の当接面223が画像形成領域より外側に位置するよう形成する必要がある。
図示はしないが、被当接部材205においても、ベルト200と接する部分の角部を曲面にして、摩擦抵抗を減らすよう構成しても良いことは当然である。
【0041】
図9は押し当て部材のさらに他の変形例を示す図である。
図において、符号222は検知センサ211を挟んで両側に設けられた回転コロを示す。押し当て部材220は押圧ばね225によってベルト200に押しつけられるが、この場合、ベルト200への当接面223は、回転コロ222のベルト200に対向した面となる。押し当て部材220は前述のように、固定部材に支えられて、移動できないように構成されているので、ベルト200の走行に伴って、回転コロ222が回転して、押し当て部材220とベルト200との関係が摺動摩擦でなく転がり摩擦になる分、摩擦抵抗はほとんど発生しない。押圧ばね225は図では両端にそれぞれ配置した例で示したが、バランスが保てる構成であれば、中央部に1個用いるだけでも良い。
【0042】
この構成では、検知センサ211は同じ位置を保ち、回転コロ222が偏心の無いように作られているので、検知センサ211と、ベルト200の面との距離も変化しない。したがって、速度検知パターンの読み取りに当たって、検知センサ211と速度検知パターン210との間のギャップ変動は発生せず、精度の高い速度制御ができる。特に図示はしないが、回転コロ222の、ベルト200と接触する最外周の角部を曲面に形成すれば、角部における応力集中が発生せず、その分転がり摩擦抵抗があまり大きくならずに済む。
【0043】
図10は、図9に示す押し当て部材を用いたときの被当接部材の例を示す斜視図である。
図のように、被当接部材205は押し当て部材220の当接面223の対向する部分だけ有れば目的は達せられるので、幅はあまり広くする必要がない。この構成の場合も図8に示したように、当接面223の対向部分以外をベルト200から離しておいても良い。
【0044】
図11は被当接部材の他の変形例を示す斜視図である。
図において、符号206は回転コロを示す。
この変形例では、被当接部材205は、押し当て部材220に用いた回転コロ222と類似の回転コロ206を用いる。このようにすることにより、被当接部材205もベルト200との間の摩擦抵抗がほとんどなくなり、速度検知のための機構が、ベルトの速度変動をもたらすおそれが無くなる。
押し当て部材220を安定して、確実に受けるようにするため、回転コロ206は回転コロ222より回転軸方向の幅を広くしても良い。
図4ないし6に示した押し当て部材を用いる場合においても、被当接部材205として、本実施例を用いることができる。この場合、回転コロ206の回転軸方向の幅を当接面223と同じ幅か、若干それ以上にすると良い。また、回転コロ206の、ベルト200と接触する最外周の角部を曲面に形成すれば、角部における応力集中が発生せず、その分転がり摩擦抵抗があまり大きくならずに済む。
【0045】
図12はベルトの速度制御の概要を示すブロック図である。
ベルト装置に対しては、目標のベルト速度が得られる筈の、所定の入力を与える。初期状態では誤差算出部からの補正量の出力がまだないので、ベルト装置は入力にしたがったモータ回転数によって、ベルト200が駆動される。検知センサは通常投光受光型が用いられ、ベルト上の速度検知パターンの移動により、受光素子に発生する電流変化、もしくは電圧変化を誤差算出部に送る。誤差算出部では、得られた脈流を電気的に処理をして矩形波に整形し、正常の速度の場合に得られる筈の波形との周期ずれ、もしくは位相ずれを検出する。
【0046】
周期のずれはプラス側の場合とマイナス側の場合とがある。プラス側の場合は、ベルトの現在速度が目標より速すぎることを意味しているので、誤差算出部は、その偏差に見合う補正量を出力する。補正量は前記入力と信号合成が行われ、ベルト装置は補正された入力でベルト駆動を行うことにより、目標の速度に復帰する。周期のずれがマイナス側の場合は、ベルトの現在速度が目標より遅すぎることを意味しているので、誤差算出部は、その偏差に見合う補正量を出力する。以後の動作は同様である。
位相ずれを検出する場合もほぼ同様の原理で補正量を出せる。
【0047】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、速度検知パターンと検知センサとの間の距離が一定に保たれるので、精度の良い速度制御が行える。さらに、速度検知パターンは摩耗する虞がないので、長期的に安定した速度制御が行える。
【0048】
請求項2ないし4、および6ないし7の発明によれば、ベルトと接触する部材との摩擦抵抗が小さくなるので、速度検知装置がベルトの速度ムラを招く虞が無くなる。
請求項5の発明によれば、簡単な構成で被当接部材を構成することができる。
請求項8および9の発明によれば、ベルトがたとえ一時的に斜めに走行しても、2個の検知センサにより、平均的な速度誤差が検出できるので、過剰な補正を行うことがない。
【0049】
請求項10ないし13の発明によれば、精度の良いベルト速度制御の行える画像形成装置が得られる。
請求項14の発明によれば、精度の良いベルト速度制御の行えるカラー画像形成装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】直接転写方式の画像形成装置の転写に関係する部分のみを示した斜視図である。
【図2】間接転写方式の画像形成装置の転写に関係する部分のみを示した斜視図である。
【図3】ベルトと検知センサの関係を示す平面図である。
【図4】ベルトと検知センサの関係を示す正面図である。
【図5】押し当て部材の変形例を示す図である。
【図6】押し当て部材の他の変形例を示す図である。
【図7】図5に示す押し当て部材を用いたときの、被当接部材の例を示す斜視図である。
【図8】被当接部材の変形例を示す図である。
【図9】押し当て部材のさらに他の変形例を示す図である。
【図10】図9に示す押し当て部材を用いたときの被当接部材の例を示す斜視図である。
【図11】被当接部材の変形例を示す斜視図である。
【図12】ベルトの速度制御の概要を示すブロック図である。
【図13】タンデム型の電子写真装置の1例を示す概要図である。
【図14】タンデム型の電子写真装置の他の1例を示す概要図である。
【符号の説明】
100 感光体
200 ベルト
201 ベルト駆動ローラ
202 ベルト支持ローラ
204 ベルト駆動用モータ
205 被当接部材
206 回転コロ
210 速度検知パターン
211 検知センサ
220 押し当て部材
222 回転コロ
223 当接面
225 押圧ばね
300 2次転写装置
400 転写紙[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an apparatus for constant belt speed control of equipment having a belt apparatus that requires constant speed running. There are many devices such as printers, facsimiles, and copiers that incorporate a belt driving device. In these devices, it is desired that the belt travels stably at a constant speed, and image disturbance occurs when the belt deviates from the constant speed. The present invention relates to a technique for increasing the accuracy of speed detection means for returning a belt to an original speed when the belt deviates from a target speed.
[0002]
[Prior art]
There is an increasing demand for color printers and color copiers that use electrostatic imaging technology.
Some color image forming apparatuses use an electrostatic image forming system. For example, an electrostatic latent image is formed on a dielectric by discharge or contact charging using a needle-like electrode, and this is developed, or analog or digitally on a photoconductor having a uniformly charged surface. A so-called electrophotographic system is known in which an electrostatic latent image is formed by exposure and developed. Hereinafter, for convenience of explanation, an electrophotographic method will be described as an example, but the present invention can be applied to an electrostatic image forming method in general.
[0003]
A multi-color developing device is provided around one photoconductor, and toner is adhered to these photoconductors to form a composite toner image on the photoconductor, and the toner image is transferred to record a color image on the transfer paper. A so-called one-drum type and a plurality of photoconductors arranged side by side are individually provided with a developing device, and a single color toner image is formed on each photoconductor, and the single color toner images are sequentially transferred to transfer paper. There is a so-called tandem type that records a composite color image.
[0004]
Comparing the 1-drum type and the tandem type, since the former has one photoconductor, there is an advantage that the size can be reduced relatively and the cost can be reduced. Times) Since image formation is repeated to form a full-color image, it is difficult to speed up image formation. The latter, on the contrary, has the advantage that it is easy to increase the speed of image formation, although there is a disadvantage that the size is increased and the cost is increased.
Recently, full-color and monochrome-like speeds are desired, and the tandem type has been attracting attention.
[0005]
FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of a tandem type electrophotographic apparatus as an example of an electrostatic image forming apparatus.
FIG. 14 is a schematic view showing another example of a tandem type electrophotographic apparatus.
In FIG. 13, reference numeral 100 denotes a photoconductor, and the subscript K indicates a photoconductor for black, Y for yellow, C for cyan, and M for magenta.
14, the same components as those in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 14,
[0006]
As shown in FIG. 13, the tandem type electrophotographic apparatus includes a direct transfer system in which an image on each photoconductor 100 is sequentially transferred onto a
[0007]
Comparing the direct transfer type and the indirect transfer type, the former requires that a
On the other hand, the latter can set the secondary transfer position relatively freely. The
[0008]
In the former case, the
[0009]
On the other hand, in the latter case, the
In view of the above, recently, an indirect transfer type of tandem type electrophotographic apparatus has attracted attention.
[0010]
At the same time, image color misregistration has become a concern as a quality problem of tandem electrophotographic devices. Therefore, as a means for suppressing the running unevenness of the
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As a method of reducing the running unevenness of the belt device, there is a method of detecting the speed of the belt surface and performing speed control so that the belt running speed becomes constant according to the detected value. When this method is used, the accuracy of the belt speed detection unit is important, and the decrease in the accuracy of speed detection appears as running unevenness of the belt that is controlled based on the data. Therefore, in the present invention, the belt speed detection unit pays attention to a change in the distance between the speed detection pattern and the detection sensor, that is, a decrease in speed detection accuracy due to a so-called gap fluctuation, and the belt speed is reduced to reduce the gap fluctuation. Configured the device.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to claim 1, in the belt device, a belt having a speed detection pattern formed on the surface thereof, a motor for driving the belt, and a detection sensorWhen,The speed detection pattern is read by the detection sensor, a correction amount is output based on the read information, and the rotational speed of the motor is controlled so that the surface speed of the belt is constant. In the belt device, the movement other than the parallel movement in the vertical direction with respect to the belt surface is restricted, while the belt deviceUsing the peripheral surface as the contact surfacePressed againstA pair of rotating rollers are provided at positions that do not contact the speed detection pattern on both sides of the speed detection pattern in a direction orthogonal to the belt traveling direction.Pressing memberPreparationThe detection sensor is on the pressing member.The center portion of the pair of rotating rollersFixed toAnd having a contacted member at least at a position facing the rotating roller via the belt.It is characterized by that.
[0013]
In the invention according to claim 2, in the belt device according to claim 1, the contact surface isCorners are curvedIt is characterized by being.
[0014]
Claim 3In the invention described in claim 1,Or 2In the belt device described in (1), at least the contact surface of the pressing member is formed of a fluorine-based resin or a silicon-based resin.
Claim 4In the invention according to claim 1, in the belt device according to any one of claims 1 to 3,The contacted member is formed with a curved corner at the surface that contacts the belt.It is characterized by that.
[0015]
Claim 5In the invention described in claim 1,4In the belt device according to any one of the above,The abutted member is a plate-like member at least in contact with the beltIt is characterized by that.
Claim 6In the invention described inAny one of claims 1 to 4The belt device according to claim 1, wherein the contacted member is the belt.Each has a rotating roller at a position facing the pair of rotating rollers viaIt is characterized by
Claim 7In the invention described in claimAny one of 1 to 6The belt device according to claim 1, wherein the contacted member contacts at least the belt.The side surface is made of fluorine resin or silicon resinIt is characterized by that.
[0017]
Claim 8In the invention described in claim 1,7In the belt device according to any one of the above, the speed detection patterns are provided on both sides of the belt, and the detection sensors correspond to the speed detection patterns, respectively.One by oneIt is provided.
Claim 9In the invention described inClaim 8In the belt device described in (1), the correction amount is output based on an average value of the deviations obtained from the respective detection sensors.
[0018]
Claim 10In the invention described in claim 1, the claims 1 to9An image forming apparatus using the belt apparatus described in any one of the above as a belt apparatus for transferring a transfer paper of an image forming apparatus of a direct transfer type.
Claim 11In the invention described inClaims 1 to 10The belt device according to any one of the above is used as an intermediate transfer belt device of an indirect transfer type image forming apparatus.
[0019]
Claim 12In the invention described in claim10 or 12In the image forming apparatus, the speed detection pattern is provided on a surface in contact with a belt driving roller, and the contacted member is disposed outside an image forming area on the belt.
[0020]
Claim 13In the invention described inClaims 10 to 12In the image forming apparatus according to any one of the above, the speed detection pattern is provided on a surface that does not contact the belt driving roller, and the contact surface is disposed outside the image forming area on the belt. Features.
Claim 14In the invention described inClaims 10 to 13A color image forming apparatus in which the image forming apparatus according to any one of the above is applied to an electrostatic image forming image forming apparatus having two or more image carriers.
[0021]
[Action]
According to the belt device of the first aspect, the distance between the speed detection pattern and the detection sensor is a predetermined distance determined by the shape of the pressing member, and does not vary even when the belt moves.. And thisAccording to the belt device, the contact surface does not contact the speed detection pattern.
[0022]
Claim 2According to the belt device described in (1), the frictional resistance due to the contact of the corners is reduced.
Claim 3According to the belt device described in (2), the frictional resistance between the pressing member and the belt is reduced..
[0023]
Claim 4According to the belt device described in (1), the pressing member hits the abutted member through the belt at all times or when the belt extends over time, and prevents the belt from flapping.
Claim 5According to the belt device described in (1), the configuration of the contacted member is simple.
According to the belt device of the sixth aspect, the sliding between the contacted member and the belt is eliminated.
[0024]
Claim 7According to the belt device described in (2), the frictional resistance between the contacted member and the belt is reduced..
Claim 8and9According to the image forming apparatus described in 1), the speed correction including the skew of the belt is performed.
[0025]
Claim 10According to the image forming apparatus described in 1), an image forming apparatus capable of stably controlling the speed of the transfer paper transport belt can be obtained.
Claim11 thru 13According to the image forming apparatus described in 1), an image forming apparatus capable of stably controlling the speed of the intermediate transfer belt is obtained.
Claim 14According to the color image forming apparatus, a color image forming apparatus capable of stably controlling the speed of the belt device can be obtained.
[0026]
【Example】
FIG. 1 is a perspective view showing only a portion related to transfer of a direct transfer type image forming apparatus.
1, the same components as those in FIGS. 13 and 14 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a photosensitive drum motor, 201 denotes a belt driving roller, 202 denotes a belt support roller, 204 denotes a belt driving motor, 210 denotes a speed detection pattern, and 211 denotes a detection sensor.
[0027]
FIG. 2 is a perspective view showing only a portion related to the transfer of the indirect transfer type image forming apparatus.
2, the same components as those in FIGS. 1, 13, and 14 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 2,
FIG. 3 is a plan view showing the relationship between the belt and the detection sensor.
In the figure,
[0028]
FIG. 4 is a front view showing the relationship between the belt and the detection sensor. For the convenience of explanation, FIGS. 1 and 2 are shown upside down. The same applies to the subsequent drawings.
In FIG. 4,
[0029]
An embodiment of the present invention will be described with reference to the above drawings. The
[0030]
A
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
Since a certain amount of tension is normally applied to the
[0034]
Therefore, the
The
[0035]
FIG. 3 shows an example in which the
[0036]
Second, there is an effect that the correction error can be reduced with respect to the skew phenomenon that often occurs during belt running without the above circumstances. When skew is generated from normal running, the
[0037]
FIG. 5 is a view showing a modification of the pressing member.
In the figure, the pressing
FIG. 6 is a view showing another modification of the pressing member. In this modification, the surfaces that contact the
[0038]
FIG. 7 is a perspective view showing a configuration example of a contacted member when the pressing member shown in FIG. 5 is used.
FIG. 8 is a view showing a modification of the contacted member.
Although not shown in FIG. 7, the abutted
[0039]
In the example shown in FIGS. 1 and 2, the contact surface of the contacted
[0040]
1 and 2 show an example in which the speed detection pattern is provided on the surface that does not contact the photosensitive member, that is, the surface that contacts the
Although not shown in the drawings, it is natural that the contacted
[0041]
FIG. 9 is a view showing still another modification of the pressing member.
In the figure,
[0042]
In this configuration, the
[0043]
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a contacted member when the pressing member shown in FIG. 9 is used.
As shown in the figure, the abutted
[0044]
FIG. 11 is a perspective view showing another modification of the contacted member.
In the figure,
In this modification, the contacted
In order to receive the
Even when the pressing member shown in FIGS. 4 to 6 is used, the present embodiment can be used as the contacted
[0045]
FIG. 12 is a block diagram showing an outline of belt speed control.
The belt device is provided with a predetermined input that can achieve the target belt speed. In the initial state, there is no correction amount output from the error calculation unit, so the
[0046]
There are cases where the shift in the period is on the plus side and on the minus side. In the case of the plus side, it means that the current speed of the belt is too fast than the target, so that the error calculation unit outputs a correction amount corresponding to the deviation. The correction amount is subjected to signal synthesis with the input, and the belt device returns to the target speed by driving the belt with the corrected input. If the period deviation is on the minus side, it means that the current speed of the belt is too slower than the target, and the error calculation unit outputs a correction amount corresponding to the deviation. The subsequent operation is the same.
In the case of detecting a phase shift, the correction amount can be output based on substantially the same principle.
[0047]
【The invention's effect】
Invention of Claim 1Since the distance between the speed detection pattern and the detection sensor is kept constant, accurate speed control can be performed.. further,Since the speed detection pattern has no fear of being worn, stable speed control can be performed in the long term.
[0048]
Inventions of Claims 2 to 4 and 6 to 7According to this, since the frictional resistance with the member in contact with the belt is reduced, there is no possibility that the speed detection device will cause the belt speed unevenness.
Claim 5According to the invention, the contacted member can be configured with a simple configuration.
[0049]
Claims 10 to 13According to the invention, an image forming apparatus capable of performing belt speed control with high accuracy is obtained.
Claim 14According to the invention, it is possible to obtain a color image forming apparatus capable of performing belt speed control with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing only a portion related to transfer of a direct transfer type image forming apparatus.
FIG. 2 is a perspective view showing only a portion related to transfer of an indirect transfer type image forming apparatus.
FIG. 3 is a plan view showing a relationship between a belt and a detection sensor.
FIG. 4 is a front view showing a relationship between a belt and a detection sensor.
FIG. 5 is a view showing a modified example of the pressing member.
FIG. 6 is a view showing another modification of the pressing member.
7 is a perspective view showing an example of a contacted member when the pressing member shown in FIG. 5 is used. FIG.
FIG. 8 is a view showing a modified example of the contacted member.
FIG. 9 is a view showing still another modified example of the pressing member.
10 is a perspective view showing an example of a contacted member when the pressing member shown in FIG. 9 is used.
FIG. 11 is a perspective view showing a modified example of the contacted member.
FIG. 12 is a block diagram showing an outline of belt speed control.
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an example of a tandem type electrophotographic apparatus.
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating another example of a tandem type electrophotographic apparatus.
[Explanation of symbols]
100 photoconductor
200 belts
201 Belt drive roller
202 Belt support roller
204 Belt drive motor
205 Contacted member
206 Rotating roller
210 Speed detection pattern
211 Detection sensor
220 Pressing member
222 Rotating roller
223 Contact surface
225 Pressing spring
300 Secondary transfer device
400 transfer paper
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