JP4442297B2 - ベルト架設装置及び印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベルト架設装置及び印刷装置に係り、特に、ベルトの幅方向の偏動を修正するための手段を備えたベルト架設装置の構造に関する。

従来から、複数のローラにベルトが架設されてなるベルト架設装置は、プリンタなどの印刷装置のシート送り機構として用いられている。特に、ベルトによるシート送り機構は、シートの水平搬送が可能であることから、ライン型印刷ヘッドを用いた印刷装置によく用いられている。

ところが、上記のようなベルト架設装置では、ベルトを架設するローラの偏心並びに複数本のローラ間の平行ずれなどに起因して、走行時においてベルトが幅方向にずれる、すなわち、偏動するという問題点がある。そこで、このベルトの偏動を防止するための偏動制御機構が種々考案されている。

例えば、以下の特許文献１には、ベルトを架設する複数のローラのうちの１本を、その軸端部がそのローラ軸線に対して直交する方向に変位可能に構成された偏動制御ローラとして構成してなるベルト駆動装置が記載されている。このベルト駆動装置は、偏動制御ローラの軸端部を変位させることによって、ベルトの偏動の向きに対して逆方向の偏動成分を与えるようにしている。

また、以下の特許文献２には、ベルトを架設する複数のローラのうちの１本を、ベルト幅方向の中間位置を中心としてその回転軸が回動可能に構成されたステアリングローラとして備えたカラープリンタのベルト蛇行制御装置が記載されている。このベルト蛇行制御装置は、ステアリングローラの回転軸を傾斜させることによって、走行中のベルトの偏動（蛇行）を修正するものである。
特開平１１−２６３４６９号公報 特開２０００−１２２５０９号公報

ところで、上記従来の装置では、ベルトを架設する複数のローラのうちの一つの軸線を傾斜させることによりベルトの張力を幅方向に偏らせ、これによってベルトを偏動の向きとは逆向きに移動させることで、ベルトの偏動を解消するようにしている。このため、ベルトを幅方向の全体に亘って支持するローラの姿勢を変える必要があることから、大きな駆動力が必要になり、駆動系の大型化やエネルギー消費量の増大を招くという問題点がある。

また、上記のように大きな駆動力を必要とするために迅速な姿勢制御が困難になり、制御の応答速度を高めることも難しいことから、ベルトの偏動を十分に低減することができず、制御態様によってはベルトの偏動が増大する（蛇行状態の振幅が増幅される）場合があるという問題点もある。

さらに、上記の方法では、ベルトの偏動を解消する際の制御パラメータがローラの軸線角度だけであるため、ベルトの偏動量に対する制御性が必ずしも充分ではなく、プリンタなどの搭載機器に必要な制御精度が得られない場合があるという問題点もある。

そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その目的は、従来方法に比べてベルト偏動の修正動作のための駆動力を低減することにより、駆動系の大型化やエネルギー消費量の増大を抑制することのできるベルト架設装置を提供することにある。また、別の目的は、従来方法に較べてベルト偏動の修正動作を迅速に制御することができるベルト架設装置を提供することにある。さらに、異なる目的は、ベルト偏動の修正動作を微細に制御可能とすることで、ベルトの偏動を高い精度で解消することができるベルト架設装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のベルト架設装置は、複数のローラに架設されたベルトを具備するベルト架設装置であって、前記ベルトの一部に当接し前記ベルトに張力を与える張力付与部材と、前記ベルトの前記張力が与えられる範囲を変更する張力付与範囲変更手段とを有することを特徴とする。

この発明によれば、張力付与部材がベルトの一部に当接しベルトに張力を与えるようにしたことにより、張力付与部材により張力が与えられる範囲を張力付与範囲変更手段により変更する際において、張力付与部材の動作に必要な駆動力を低減することが可能になるため、ベルト偏動の低減のための駆動系の小型化を図ることができ、当該駆動系のエネルギー消費量を低減することができる。また、上記駆動力を低減できることにより、ベルト偏動の修正動作の応答速度を高めることが可能になるので、ベルト偏動を迅速に修正することができる。さらに、張力付与部材による張力付与範囲を変更することによりベルトの張力分布を変えるようにしているため、微細な修正動作も可能になることから、ベルト偏動に対する修正動作を従来よりも高い精度で制御することが可能になる。

本発明において、前記張力付与範囲変更手段は、前記ベルトに張力を付与した状態にある前記張力付与部材を所定の方向に移動可能に構成されていることが好ましい。これによれば、張力付与部材を所定の方向に移動させることによってベルトの張力付与範囲を移動させることができるので、ベルトの偏った張力分布を形成することができることから、この偏った張力分布によってベルトを所定の方向に移動させることが可能になる。また、張力付与部材をベルトに張力を付与した状態のままで移動させるだけでよいので、張力付与部材を動作させるための機構を簡単に構成することができる。

この場合に、張力付与範囲変更手段は、張力付与部材をベルトが偏動する方向と同じ方向に移動させるように構成されていることが望ましい。これによれば、張力付与部材をベルトが偏動する方向と同じ方向に移動させることにより、張力付与部材により張力を受ける範囲をベルトが偏動する方向に偏らせ、当該偏動の方向とは逆方向にベルトを移動させることができるので、ベルトの偏動を迅速かつ高精度に解消させることが可能になる。

この場合において、前記張力付与範囲変更手段は、前記張力付与部材を回転可能に軸支する軸支部材と、当該軸支部材を移動させる移動機構とを備えることが望ましい。ここで、例えば、移動機構としては、ボールネジ機構などの送りネジ機構によって軸支部材を移動させる機構が挙げられる。

本発明において、前記ベルトの幅方向の両端寄りに配置され、前記ベルトに対して接離可能に構成された一対の前記張力付与部材を有することが好ましい。これによれば、一対の張力付与部材のうちのいずれか一方をベルトに当接させ、張力を付与することで、ベルトの張力分布を偏らせることができ、幅方向のいずれの方向にもベルトを移動させることが可能になる。また、両側に配置された一対の張力付与部材を、ベルトが偏動する方向に合わせて交代的に動作させるだけでよいため、張力付与部材を動作させるための機構を簡単に構成することができる。

本発明において、前記張力付与範囲変更手段は、前記ベルトが偏動する方向に配置された前記張力付与部材により前記ベルトに与えられる張力を前記ベルトが偏動する方向と逆方向に配置された前記張力付与部材により前記ベルトに与えられる張力よりも大きくするように構成されていることが好ましい。これによれば、ベルトが偏動する方向に配置された張力付与部材により付与される張力を前記ベルトが偏動する方向と逆方向に配置された張力付与部材により付与される張力よりも大きくすることにより、ベルトに偏った張力分布を形成することができるため、これによってベルトの偏動を迅速かつ高精度に解消させることが可能になる。なお、この構成は、前記張力付与範囲変更手段は、前記ベルトが偏動する方向に配置された前記張力付与部材により前記ベルトに張力を付与し、前記ベルトが偏動する方向と逆方向に配置された張力付与部材を前記ベルトから離反させるように構成されている場合をも含む。

本発明において、前記張力付与範囲変更手段は、前記ベルトの偏動状態を検出する偏動検出器と、当該偏動検出器により検出された偏動状態に応じて前記張力付与部材の動作状態を制御する制御手段とを有することが好ましい。ここで、偏動検出器の検出対象としては、ベルトの幅方向の位置、ベルトの幅方向の偏動速度などが挙げられる。また、張力付与範囲変更手段は、張力付与範囲の幅方向の位置を変更するものであってもよく、或いは、張力付与範囲の幅を変更するものであってもよい。

本発明において、前記ベルトの走行方向の位置を検出する位置検出器と、前記ベルトの走行方向の位置と、当該位置における前記ベルトの偏動状態とを関連付けて記録する記録手段とを有し、前記張力付与範囲変更手段は、前記位置検出器にて検出された前記ベルトの走行方向の位置に対応して、前記記録手段に記録された前記走行方向の位置に対応する前記ベルトの偏動状態を低減するように前記張力付与部材を動作させることが好ましい。これによれば、ベルトの偏動状態を予めベルトの走行方向の位置に関連付けておくことにより、ベルトの偏動状態の検出を行わなくても或る程度のベルト偏動を解消することができ、また、さらに迅速にベルト偏動を低減することが可能になる。この場合、走行方向の位置に対応する上記の記録されたベルトの偏動状態と、偏動検出器により検出されたベルトの偏動状態との双方に応じて張力付与範囲変更手段を動作させても構わない。

次に、本発明の印刷装置は、上記のいずれかに記載のベルト架設装置を具備することを特徴とする。これによれば、印刷対象となるシート（紙など）を、上記ベルト架設装置を搬送装置として用いて搬送することにより、シートの搬送方向のずれを低減することができるので、印刷位置の高精度化を図る事が可能になる。

本発明によれば、ベルト架設装置のベルト偏動を低減するための駆動系を小型化し、或いは、当該駆動系のエネルギー消費量を低減することができる。また、従来方法に較べてベルト偏動の修正制御を迅速に行うことが可能になる。さらに、ベルト偏動の修正動作の高精度化を図ることができる。

次に、添付図面を参照して本発明に係るベルト架設装置の実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施形態は、いずれも、インクジェットプリンタなどの印刷装置に搭載されるベルト架設装置である。このベルト架設装置は、印刷装置において印刷対象となるシート（例えば紙）を搬送するための環状のベルトを有し、このベルトを複数のローラによって架設してなる。ただし、本発明は印刷装置に搭載されるシート送り用のベルト架設装置に限らず、ベルトが複数のローラにより架設されてなる装置であれば、如何なる装置にも適用可能である。

[第１実施形態]
図１は、本発明に係る第１実施形態のベルト架設装置を模式的に示す概略平面図である。図２は、図１のII−II線に沿って切断した状態を模式的に示す概略縦断面図である。図３は、図１のIII−III線に沿って切断した状態を模式的に示す概略部分正面図である。

本発明に係る第１実施形態のベルト架設装置１００は、環状のベルト１０１と、このベルト１０１を架設する複数の架設ローラ１０２，１０３，１０４とを備えている。架設ローラ１０２、１０３及び１０４は相互に平行な軸線周りに回転可能に軸支され、ベルト１０１を図示Ｘ方向に走行可能に架設している。ベルト１０１は、合成ゴムその他の合成樹脂などで構成された可撓性素材で構成されている。また、ベルト１０１は、走行方向Ｘに対して直交する幅方向Ｗに所定の幅を有している。架設ローラ１０２，１０３，１０４は、ベルト１０１よりも幅方向にやや長く構成され、それぞれの両端部にローラ面に対して半径方向外側に突出するフランジ部１０２ａ，１０３ａ，１０４ａを備えている。これらのフランジ部はベルト１０１が架設ローラ１０２，１０３，１０４から外れてしまうことを防止するためのものである。なお、架設ローラ１０２，１０３，１０４を回転自在に軸支する軸支構造は図示を省略してある。

本実施形態において、架設ローラ１０２は、ベルト駆動機構１１０によって回転駆動されるように構成されている。このベルト駆動機構１１０は、モータ駆動回路１１１と、このモータ駆動回路１１１により駆動される駆動モータ１１２と、駆動モータ１１２の出力を架設ローラ１０２に伝達する出力軸１１３とを有する。ベルト駆動機構１１０が稼動すると、架設ローラ１０２が回転駆動され、この架設ローラ１０２がベルト１０１を走行方向Ｘに走行させる。なお、このとき、他の架設ローラ１０３，１０４は、ベルト１０１の走行に伴って回転する。

ベルト１０１の側縁部には側方に突出したタブ１０１ａが設けられている。このタブ１０１ａはセンサ１４６によって検出可能に構成されている。このセンサ１４６によってタブ１０１ａを検出することで、ベルト１０１の走行方向Ｘに見た原点位置を検出することができるようになっている。さらに、ベルト１０１の側縁部（タブ１０１ａの形成された側縁部とは反対側の側縁部）には、スケール１０１ｂが設けられている。このスケール１０１ｂは、センサ１４４で検出可能に構成されている。このセンサ１４４によってスケール１０１ｂを検出することで、ベルト１０１の走行方向Ｘの相対位置（移動量）を測定できるように構成されている。そして、上記タブ１０１ａ及びスケール１０１ｂをセンサ１４６，１４４で検出することによって、ベルト１０１の走行方向の絶対位置を特定することができるように構成されている。

本実施形態には、偏動制御機構１２０が設けられている。この偏動制御機構１２０には、張力付与ローラ１２１と、この張力付与ローラ１２１を軸支し、ベルト１０１の幅方向Ｗに伸びるように配置された軸部材１２２と、軸部材１２２を軸支する軸支部１２３とが設けられている。ここで、軸部材１２２の少なくとも両端部と軸支部１２３とは螺合している。軸部材１２２の端部には歯車（例えばウォーム歯車）１２４が噛合し、この歯車１２４は駆動モータ１２５に接続されている。駆動モータ１２５はモータ駆動回路１２６によって駆動される。そして、駆動モータ１２５により歯車１２４が回転すると、軸部材１２２が回転して、軸支部１２３を基準として軸部材１２２が軸線方向（すなわち上記の幅方向Ｗ）に移動するようになっている。

張力付与ローラ１２１においては、図４に示すように、内輪１２１ａに対して、球若しくは円柱状の転動体１２１ｂを介して外輪１２１ｃが回転自在に構成されている。つまり、張力付与ローラ１２１は転がり軸受構造を有している。内輪１２１ａは上記軸部材１２２に固定される。外輪１２１ｃは張力付与ローラ１２１のローラ面を構成する。これにより、張力付与ローラ１２１のローラ面は軸部材１２２に対して軸線周りに回転自在に構成され、軸線方向には軸部材１２２に固定された状態となる。張力付与ローラ１２１のローラ面はベルト１０１の表面に当接し、上述のように複数の架設ローラによって架設されたベルト１０１に張力を与えている。すなわち、張力付与ローラ１２１が存在しないときのベルト１０１の張力よりも、張力付与ローラ１２１が当接した状態のベルト１０１の張力が大きくなるように構成されている。

なお、図２に示すように、本実施形態の場合、ベルト１０１は架設ローラ１０２によって図示矢印の方向に駆動されるので、ベルト１０１の張り側（図示上面）がシート等の搬送対象を搬送する搬送面１０１Ａとなっている。このとき、張力付与ローラ１２１がベルト１０１の緩み側に対して当接し、これによって所定の張力がベルト１０１に与えられるように構成されている。このように張力付与ローラ１２１を搬送面１０１Ａ以外の部位に当接させることで、張力付与ローラ１２１を設けることにより搬送面１０１Ａの平坦度が損なわれたり、搬送面１０１Ａを適宜の経路に沿って架設するための補助的な架設ローラ（図示せず）の配置空間が確保できなかったりすることを回避できる。さらに、張力付与ローラ１２１はベルト１０１の架設経路の内側に配置され、ベルト１０１の内面に当接している。このようにすると、ベルト架設装置１００をコンパクトに構成することができる。

張力付与ローラ１２１の軸線方向の長さは、ベルト１０１の幅よりも小さく構成されている。そして、張力付与ローラ１２１はベルト１０１の幅の一部範囲にのみ当接し、当該一部範囲にのみ張力を付与している。このように、張力付与ローラ１２１がベルト１０１の幅の一部範囲にのみ張力を付与することによって、ベルト１０１の張力分布は幅方向に見て偏った状態となっている。ここで、張力付与ローラ１２１が上記の偏動制御機構１２０（駆動モータ１２５）の動作によって軸線方向（すなわちベルト１０１の幅方向Ｗ）に移動すると、ベルト１０１の幅方向Ｗに見た張力分布もまた変化する。つまり、図示例では、張力付与ローラ１２１による張力付与範囲が上記張力分布のピーク範囲となっているので、張力付与ローラ１２１が幅方向Ｗに移動すると、上記張力分布のピーク範囲もまた幅方向Ｗの同じ向きに移動する。なお、張力付与ローラ１２１の軸線方向の長さは、ベルト１０１の偏動に対する制御性を高めるために、ベルト１０１の幅の半分より小さいことが好ましく、特に、ベルト１０１の幅の３０％以下であることが望ましい。また、張力付与ローラ１２１の上記長さは、ベルト１０１に損傷を与えないで、充分な修正力を生じさせるために必要な張力を付与するためには、ベルト１０１の幅の５％以上であることが好ましく、特に、１５％以上であることが望ましい。図示例では、上記張力付与ローラ１２１の長さはベルト１０１の２０〜２５％程度となっている。

本実施形態において、制御手段１０５は、上記センサ１４２，１４４，１４６の検出値を受け、モータ駆動回路１１１及びモータ駆動回路１２６に制御信号を出力するように構成されている。制御手段１０５がモータ駆動回路１１１に制御信号を送り、モータ駆動回路１１１が駆動モータ１１２を稼動させることにより、架設ローラ１０２によってベルト１０１が走行する。このとき、センサ１４２はベルト１０１の偏動を検出し、その出力に応じて制御手段１０５がモータ駆動回路１２６を制御するように構成されている。そして、このモータ駆動回路１２６の駆動により、駆動モータ１２５の出力軸の回転方向及び回転速度が変化し、これによって張力付与ローラ１２１の幅方向の位置が変化するように構成されている。ここで、センサ１４２は、ベルト１０１の一方の側縁部の幅方向Ｗの位置を検出する偏動検出器である。このセンサ１４２は、例えば、ベルト１０１の側縁部の近傍にＬＥＤ等の発光素子と、この発光素子の光を検出するフォトダイオード等の受光素子とを含む光学センサで構成できる。

図５は、センサ１４２の検出値と、ベルト１０１の側縁部の位置との関係を示すグラフである。センサ１４２の検出範囲は、ベルト１０１の側縁部の基準位置（ベルト１０１が正規の幅方向の位置に配置されているときの側縁部の幅方向の位置）Ｓの幅方向両側に亘るように設定されている。そして、この基準位置Ｓにベルト１０１の側縁部が配置されているときには、センサ１４２の検出値が基準検出値Ｐとなるように設定されている。そして、ベルト１０１が幅方向Ｗに偏動すると、その側縁部が幅方向Ｗに移動するので、センサ１４２の検出値は基準検出値Ｐに対して増減する。図５に示す例では、ベルト１０１が左側に偏動すると、図１に示す左側の側縁部が左に移動するので、その分ベルト１０１によって光が遮られる範囲が増大するため、センサ１４２の検出値は基準検出値Ｐよりも低下する。逆にベルト１０１が右側に偏動すると、左側の側縁部が右に移動するので、その分ベルト１０１によって光の遮られる範囲が減少するため、センサ１４２の検出値は基準検出値Ｐよりも増大する。

本実施形態においては、上記センサ１４２の図５に示す検出値に応じた態様で制御手段１０５がモータ駆動回路１２６を制御することで、ベルト１０１の幅方向の偏動を解消するようになっている。その制御態様は、図６に示すように、幅方向Ｗにおけるベルト１０１の移動の向きと同じ向きに張力付与ローラ１２１を移動させるというものである。通常、センサ１４２の検出値が基準検出値Ｐであれば、ベルト１０１には幅方向Ｗの偏動がないので、張力付与ローラ１２１は移動せず、多くの場合、張力付与ローラ１２１はベルト１０１の幅方向の略中央部に当接している。ただし、この張力付与ローラ１２１の初期位置は、ベルト１０１の特性や架設ローラ１０２，１０３，１０４の配設状態に応じて、最もベルト１０１の偏動幅が少なくなる位置、或いは、ベルト１０１の偏動範囲の中央位置に調整されることが好ましい。

上記の状態で、ベルト１０１が幅方向左向きに偏動すると、センサ１４２の検出値が変化し、これに応じてモータ駆動回路１２６が駆動モータ１２５を駆動して張力付与ローラ１２１をベルト１０１の偏動の向きと同じ左向きに移動させる。張力付与ローラ１２１が左向きに移動すると、ベルト１０１の張力分布もまた左側に偏ったものとなり、ベルト１０１の左側部分において張力が大きく、右側部分において張力が小さくなるので、ベルト１０１は張力の小さい側に向けて、すなわち幅方向右向きに移動するため、ベルト１０１の偏動が解消されることになる。

上記の制御手段１０５は、制御回路やＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）などで構成することができる。制御手段１０５は、ベルト１０１が基準位置Ｓに配置されるように、すなわち、センサ１４２の検出値が基準検出値Ｐになるように、フィードバック制御を行うことが好ましい。この場合、例えば、制御対象の目標値に対する検出値の偏差を用いて適宜のＰＩＤ制御などを行うことによって、ベルト１０１の幅方向の位置を基準位置Ｓに収束させることが可能である。ここで、制御量としては、張力付与ローラ１２１の移動速度、移動位置、移動量などが挙げられる。これは、張力付与ローラ１２１の位置がベルト１０１の幅方向の両側縁部に近いほど、張力分布の偏りも大きくなるため、ベルト１０１を幅方向に移動させる復元力が大きくなるものと考えられるからである。通常は、偏差が大きいほど張力付与ローラ１２１の移動速度を高めることにより、偏差を短時間に解消することができる。ただし、張力付与ローラ１２１の移動速度が充分に速ければ、張力付与ローラ１２１の移動後の位置や移動量を制御量とすることにより、迅速にベルト１０１の偏動を解消することもできる。

この第１実施形態のベルト架設装置１００においては、ベルト１０１の幅方向の一部の範囲にのみ当接して張力を付与する張力付与部材である張力付与ローラ１２１が設けられ、この張力付与ローラ１２１によるベルト１０１に対する張力付与範囲が、張力付与範囲変更手段であるベルト偏動制御機構１２０によって変更されるように構成されている。したがって、張力付与ローラがベルト１０１に対して幅方向の全体に亘って当接していないため、張力付与ローラ１０１に対する駆動力が少なくて足りることから、ベルト偏動制御機構１２０の駆動系の小型化やエネルギー消費量の低減を図ることができる。また、ベルト偏動制御機構１２０に必要な駆動力が低減されることから、張力付与ローラ１２１を迅速に動作させることができ、制御の応答速度を向上させることができる。さらに、張力付与ローラ１２１の張力付与範囲がベルト１０１の幅方向の一部に限定されているため、ベルト１０１の偏動を解消するための復元力を小さくすることが可能であることから、ベルト１０１の幅方向の制御精度を高めることができ、従来よりも高い精度でベルト１０１の偏動状態を制御できる。

また、本実施形態では、張力付与ローラ１２１を常時ベルト１０１に当接させて張力を付与した状態としておき、ベルト１０１の偏動状態に応じて張力付与ローラ１２１をベルト１０１の幅方向に移動させるようにしているので、きわめて簡単な機構で張力付与範囲を変更することができることから、装置の小型化を図ることができるとともに、その製造コストを低減することもできる。

［第２実施形態］
次に、図７を参照して本発明に係る第２実施形態について説明する。この実施形態のベルト架設装置の機械的構造は第１実施形態のベルト架設装置１００と同様であるので、同一部分に関しては図１乃至図６を参照して第１実施形態の符号をそのまま用いることとし、それらの説明は省略する。

本実施形態では、上記第１実施形態のようなセンサ１４２の検出値に基づくフィードバック制御の代わりに、予め、ベルト１０１の走行方向Ｘに見た絶対位置に対応した偏動状態を測定しておき、その偏動状態に適した態様で、すなわち、その偏動状態をなくすことができるように、張力付与ローラ１２１の位置を幅方向に移動させるものである。すなわち、ベルト架設装置においては、ベルト１０１のくせ、架設ローラ１０２，１０３，１０４のそれぞれの偏芯、架設ローラ１０２，１０３，１０４の軸線間の平行ずれなどに起因して、ベルト１０１を走行させたときに、その絶対位置に対応した偏動状態が繰り返し現れる。したがって、この偏動状態を予め測定しておき、その偏動状態に対応した制御を行うことで、偏動修正動作の応答の遅れを低減し、或いは、遅れをなくすことができる。

本実施形態では、上記のセンサ１４４及び１４６を用いてベルト１０１の走行方向Ｘの絶対位置を検出する。センサ１４４及び１４６はいずれも光学センサや磁気センサなどで構成できる。

また、本実施形態では、制御手段１０５に、センサ１４２、１４４、１４６の検出値を格納するメモリの如き図示しない記録手段が設けられている。この記録手段には、センサ１４６がタブ１０１ａを検出した時点から次に検出するまでのベルト１０１の１走行周期内において、センサ１４４の検出値により特定されるベルトの走行方向Ｘの絶対位置と、センサ１４２の検出値により特定される偏動状態（偏動の向き或いは偏動の向き及びその偏動量）とが関連づけられた状態で記録される。すなわち、記録手段には、偏動状態を表すデータがベルト１０１の絶対位置毎に記録される。そして、ベルト１０１の走行時においては、この記録手段からベルト１０１の絶対位置に対応する偏動状態を順次読み出して、その偏動状態に応じて張力付与ローラ１２１を移動させる。このため、ベルト１０１が高速に走行する場合でも、ベルト偏動の修正動作の遅れにより、偏動状態の解消ができなくなったり、偏動制御のタイミングずれにより却って偏動量を増幅してしまったりすることなどを防止できる。

上述したベルト架設装置では、制御手段１０５を所定の動作プログラムに従って動作させることにより、上記の動作を実現することができる。この場合には制御手段１０５をＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）で構成し、このＭＰＵ内のメモリに上記動作プログラムを格納しておき、ＭＰＵ内のＣＰＵ（中央処理ユニット）にて実行することが好ましい。また、このメモリは上記の絶対位置と偏動状態のデータの記録場所として用いることができる。

上記の動作プログラムを実行することで、制御手段１０５は、例えば、図７に示す手順でベルト架設装置を制御する。まず、学習プロセスを開始し、モータ駆動回路１１１により駆動モータ１１２を稼動させ、ベルト１０１を走行させる（Ｓ１）。次に、センサ１４６がタブ１０１ａを検出するか否かを判定し（Ｓ２）、タブ１０１ａを検出したときに、ベルト１０１の絶対位置の検出及び記録手段への取り込み（Ｓ３）並びにベルト偏動状態（ベルト１０１の偏動の向き、或いは、ベルト１０１の偏動の向き及び偏動量）の検出及び記録手段への取り込み（Ｓ４）を開始する。そして、この絶対位置の検出及び取り込み（Ｓ３）並びにベルト偏動状態の検出及び取り込み（Ｓ４）を、次にセンサ１４６によってタブ１０１ａが検出されるまで繰り返す（Ｓ５）。このとき、絶対位置と、これに対応するベルト偏動状態とは、相互に関連づけられた状態で記録手段に記録される。このようにして、ベルト１０１の１走行周期内の絶対位置とベルト偏動状態の関係が全て記録される。

次に、偏動制御の本駆動プロセスを開始する（Ｓ６）。先ず、センサ１４４，１４６によりベルト１０１の絶対位置を検出し（Ｓ７）、この絶対位置に対応するベルト１０１の偏動の向きを記憶手段から読み出し（Ｓ８）、張力付与ローラ１２１を動作させる（Ｓ９）。例えば、張力付与ローラ１２１を検出された偏動の向きと同一方向に移動させ、或いは、張力付与ローラ１２１を検出された偏動の向きと同一の向きに、検出された偏動量に応じた移動速度若しくは移動量で移動させる。いずれの場合でも、ベルト１０１の絶対位置に対応した偏動状態が低減されるように張力付与ローラ１２１を制御する。そして、上記のＳ７からＳ９までのステップをベルト１０１の走行が終了するまで繰り返す（Ｓ１０）。

この第２実施形態においては、センサ１４２、１４４、１４６により検出したベルト１０１の１走行周内の絶対位置と偏動状態とを関連付けて記録しておき、その後のベルト１０１の走行時において、ベルト１０１の絶対位置に対応する記録された偏動状態に応じて張力付与ローラ１２１を動作させるようにしているので、偏動修正動作の遅れを低減することができる。

なお、この実施形態では、ベルト１０１の走行開始時にベルト１０１の１走行周期内の絶対位置と偏動状態とを関連付けて記録する学習プロセスを設け、その後の本駆動プロセスにおいて記録内容に応じてベルト１０１の偏動修正動作を行うようにしているが、ベルト架設装置やこれを搭載した機器の出荷前などにおいて予めベルト１０１の１走行周期内の絶対位置と偏動状態とを関連付けて制御手段１０５などに記録しておき、ベルト１０１の走行時においては最初から上記の記録内容に応じてベルト１０１の偏動修正動作が行われるように構成してもよい。

[第３実施形態]
次に、図８及び図９を参照して、本発明に係る第２実施形態のベルト架設装置２００について説明する。図８は第２実施形態のベルト架設装置２００を模式的に示した概略平面図である。図９は図８のIX−IX線に沿って切断した状態を模式的に示した概略部分正面図である。この実施形態において、第１実施形態と同一部分については同一符号を付して、その説明は省略する。このベルト架設装置２００では、第１実施形態と同様のベルト１０１、架設ローラ１０２，１０３，１０４、ベルト駆動機構１１０、及び、センサ１４２，１４４，１４６を備えている。

本実施形態では、上記第１実施形態とは異なるベルト偏動制御機構２２０を備えている。ここで、上記第１実施形態のベルト偏動制御機構１２０では、張力付与ローラ１２１はベルト１０１の幅方向に往復移動可能に構成されていたが、このベルト架設装置２００では、一対の張力付与ローラ２２１，２２１′がベルト１０１に対して接離可能に（図示上下方向に移動可能に）構成されている。本実施形態では、一対の張力付与ローラ２２１，２２１′がベルト１０１の幅方向の両側縁部寄りの偏った位置、すなわち、幅方向中央から両側縁部側にずれた位置にそれぞれ配置されている。一対の張力付与ローラ２２１，２２１′は、それぞれがベルト１０１に対して離反した位置と、ベルト１０１に当接して張力を付与する位置との間を移動可能に構成されている。

図９に示すように、張力付与ローラ２２１、２２１′は、ベルト１０１の表面と直交する方向に伸びる軸部材２２２、２２２′に対してそれぞれ回転自在に取り付けられ、軸部材２２２，２２２′に対して直交する方向に伸びる軸芯部材に対して、回転自在に軸支されている。ここで、張力付与部材２２１，２２１′を軸支する軸芯部材は、常に張力付与ローラ２２１，２２１′が軸部材２２２，２２２′の周囲のベルト１０１側に配置されるように図示しない案内手段によって規制されている。これらの軸部材２２２、２２２′の少なくとも一部にはネジ溝が形成され、軸支部２２３，２２３′に螺合している。また、軸部材２２２，２２２′は歯車２２４，２２４′に噛合し、この歯車２２４，２２４′は駆動モータ２２５，２２５′にそれぞれ接続されている。そして、これらの駆動モータ２２５，２２５′はモータ駆動回路２２６によって駆動される。

本実施形態においても、第１実施形態と同様に、センサ１４２，１４４，１４６の検出信号を受け、ベルト駆動機構１１０のモータ駆動回路１１１及びベルト偏動制御機構２２０のモータ駆動回路２２６を制御する制御手段２０５が設けられている。この制御手段２０５は、モータ駆動回路２２６を制御し、これによって、駆動モータ２２５，２２５′を駆動して、張力付与ローラ２２１，２２１′をベルト１０１に対して適宜に移動させることができるように構成されている。

ここで、張力付与ローラ２２１，２２１′は、第１実施形態と同様にベルト１０１の緩み側に当接可能に構成され、また、ベルト１０１の架設経路の内側に配置され、ベルト１０１の内面上に当接可能に構成されている。さらに、張力付与ローラ２２１，２２１′は、それぞれがベルト１０１の幅方向の一部の範囲にのみ当接し、張力を付与するように構成されている。具体的には、張力付与ローラ２２１，２２１′はそれぞれベルト１０１の幅よりも小さな軸線方向の長さを有している。

本実施形態では、張力付与ローラ２２１，２２１′はベルト１０１に対して当接したり離反したりすることができるように移動可能に構成されている。例えば、図９には、図示左側の張力付与ローラ２２１はベルト１０１に当接して張力を与えた状態となっており、図示右側の張力付与ローラ２２１′はベルト１０１から離反した状態となっている。

本実施形態では、初期状態では一対の張力付与ローラ２２１，２２１′はいずれもベルト１０１に当接していないが、制御手段２０５の制御下で走行中のベルト１０１が幅方向に偏動したとき、その偏動の向きと同じ側に配置された片方の張力付与ローラがベルト１０１に当接し、張力を与え、他方の張力付与ローラはベルト１０１から離反したままとなるように構成されている。これによって、ベルト１０１は偏動の向きと同じ側の部分において張力が大きく、反対側の部分において張力が小さくなるので、ベルト１０１は上記の偏動の向きとは逆向きに移動し、これによって偏動状態が解消される。

なお、初期状態において、一対の張力付与ローラ２２１，２２１′を共にベルト１０１に当接させ、一対の張力付与ローラが共にベルト１０１に張力を与えるように構成してもよい。この場合には、制御手段２０５の制御下でベルト１０１が幅方向に偏動すると、その偏動の向きとは反対側に配置された張力付与ローラがベルト１０１から離反し、これによって、上記と同様の張力分布がベルトの幅方向に形成されるので、上記と同じく偏動状態を解消することが可能になる。

また、初期状態において、一対の張力付与ローラ２２１，２２１′を共にベルト１０１に当接させ、一対の張力付与ローラが共にベルト１０１に張力を与えるように構成した上で、制御手段２０５の制御下でベルト１０１が幅方向に偏動すると、その偏動の向きと同じ側に配置された張力付与ローラがベルト１０１側にさらに移動し、反対側に配置された張力付与ローラよりも強い張力をベルト１０１に与えるように構成してもよい。この場合、初期状態における張力付与ローラによりベルト１０１に与えられる張力はきわめて弱くなるように設定することが望ましい。

なお、本実施形態においては、張力付与ローラ２２１，２２１′がベルト１０１に付与する張力の大きさを変更することもできる。この場合、ベルト１０１の幅方向の偏動速度や偏動量が大きい場合には、その偏動の向きと同じ側の張力付与ローラのベルト１０１に当接した後の移動量を大きくし、当該張力付与ローラによるベルト１０１に対する張力付与量を増大させることで、ベルト１０１の偏動の解消速度や解消量を大きく設定することができる。

本実施形態においては、制御手段２０５によって第１実施形態と同様のフィードバック制御を行うことができる。ただし、第２実施形態で説明したように、予めベルト１０１の絶対位置に対応する偏動状態を記録しておき、当該偏動状態に応じた制御を行ってもよい。

この第３実施形態においては、張力付与ローラ２２１、２２１′をベルト１０１に対して接離させるだけでベルト１０１の偏動状態を解消することができるので、張力付与ローラ２２１，２２１′の駆動力を低減することができるだけでなく、その移動量をきわめて小さくすることができるため、偏動修正動作をさらに迅速かつ高精度に行うことができる。

尚、本発明のベルト架設装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態においては、張力付与ローラを動作させる張力付与範囲変更手段の駆動系として、電動モータに接続されたボールねじ機構その他の送りねじ機構を用いているが、ソレノイドや流体圧シリンダなどの他の駆動源を用いてもよく、また、輪列、リンク機構、ベルト機構などの種々の伝動機構を用いてもよいなど、その構成は任意である。

また、上記各実施形態では、張力付与部材として、ベルトに当接するローラ面を備えた回転自在に軸支されたローラを用いているが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、ベルトの幅方向の一部に当接して限定された範囲内において張力を付与するものであれば、如何なる部材であっても構わない。

本発明に係る第１実施形態のベルト架設装置を模式的に示す概略平面図。 第１実施形態の図１のII−II線に沿って切断した断面を模式的に示す概略縦断面図。 第１実施形態の図１のIII−III線に沿って切断した状態を模式的に示す概略部分正面図。 張力付与ローラの構造を示す概略縦断面図。 偏動検出器を構成するセンサの出力特性を示すグラフ。 第１実施形態のベルトの偏動修正動作を説明するための概略平面図。 第２実施形態の動作手順を示す概略フローチャート。 第３実施形態のベルト架設装置を模式的に示す概略平面図。 第３実施形態の図８のIX−IX線に沿って切断した断面を模式的に示す概略部分正面図。

符号の説明

１００、２００…ベルト架設装置、１０１…ベルト、１０２，１０３，１０４…架設ローラ、１０５…制御手段、１１０…ベルト駆動機構、１２０…ベルト偏動制御機構、１２１…張力付与ローラ、１２２…軸部材、１２３…支持構造、１２４…歯車、１２５…駆動モータ、１２６…モータ駆動回路、１４２，１４４，１４６…センサ

Claims (2)

1. 複数のローラに架設されたベルトを具備するベルト架設装置であって、前記ベルトの一部に当接し前記ベルトに張力を与える張力付与部材と、前記ベルトの前記張力が与えられる範囲を変更する張力付与範囲変更手段とを有し、
   前記張力付与部材は、前記ベルトの幅方向の両端寄りに一対配置され、前記ベルトに対して接離可能に構成され、
   前記張力付与範囲変更手段は、前記ベルトが偏動する方向に配置された前記張力付与部材により前記ベルトに与えられる張力を、前記ベルトが偏動する方向と逆方向に配置された前記張力付与部材により前記ベルトに与えられる張力よりも、大きくするように構成されていることを特徴とするベルト架設装置。
2. 請求項１に記載のベルト架設装置を具備することを特徴とする印刷装置。

Images